Nachhaltigkeitsbewertung für Fenster- und … · Fenster- und Fassadenrahmenmaterialien:...

Schüco

Nachhaltigkeitsbewertung für Fenster- und Fassadenelemente

8. Januar 2015

Verfasser:

Dr. Ing. Peter Mösle

Dipl. -Ing. MSc. Eng. Roberto Oshiro Gama

Dipl. -Ing. Thomas Haun

Dipl. -Ing. Joachim Fauth

Drees & Sommer Advanced Building Technologies GmbH

Obere Waldplätze 11

70569 Stuttgart (Vaihingen)

Dipl.-Ing. Johannes Kreissig

Mag. Sophie Kieselbach

Dipl.-Ing. Steffen Schöll

PE-International - Expert in Sustainability

Hauptstraße 111-113

70771 Leinfelden-Echterdingen

Eine von der European Aluminium Association in Auftrag gegebene Studie

Mit freundlicher Unterstützung durch das International Aluminium Institute

Studie über

Nachhaltigkeitsbewertung für Fenster und Fassadenelemente

Drees & Sommer Advanced Building Technologies GmbH ∙ Obere Waldplätze 11 ∙ 70569 Stuttgart (Vaihingen) ∙ www.dreso.com

2

Inhaltsverzeichnis Seite

1 Einleitung und Geltungsbereich ..................................................................... 4

2 Executive Summary ......................................................................................... 5

2.1 Allgemeiner Überblick ........................................................................................ 5 2.2 Nachhaltigkeitsleistung ...................................................................................... 6

3 Beschreibung von Fassaden- und Fenstersystemen ................................ 11

3.1 Fenstersystem von Wohngebäuden ................................................................ 11 3.1.1 Allgemeine Eigenschaften von Fenstersystemen ............................................ 11 3.1.2 Spezifische Eigenschaften von Fenstersystemen ........................................... 13 3.2 Fassadensystem für Bürogebäude .................................................................. 17 3.2.1 Allgemeine Eigenschaften von Fassadensystemen ........................................ 17 3.2.2 Spezifische Eigenschaften von Fassadensystemen ........................................ 18

4 Energiebilanz und Gebäudesimulation ........................................................ 22

4.1 Zusammenfassung ........................................................................................... 22 4.2 Thermische Gebäudesimulation ...................................................................... 24 4.2.1 Simulationsmodell ............................................................................................ 25 4.2.2 Randbedingungen ............................................................................................ 28 4.2.2.1 Software ........................................................................................................... 28 4.2.2.2 Klima ................................................................................................................ 28 4.2.2.3 Typgebäude ..................................................................................................... 29 4.2.2.4 Sonnenschutz .................................................................................................. 30 4.2.2.5 Interne Wärmequellen ...................................................................................... 32 4.2.2.6 Klimatisierung ................................................................................................... 32 4.2.2.7 Natürliche Lüftung und Infiltration .................................................................... 33 4.2.2.8 Heizung und Kühlung ....................................................................................... 33 4.2.3 Thermischer Komfort nach EN 15251 .............................................................. 34 4.3 Ergebnisse ....................................................................................................... 35

5 LCC – Lebenszykluskostenanalyse ............................................................. 48

5.1 Zusammenfassung ........................................................................................... 48 5.2 Randbedingungen ............................................................................................ 49 5.2.1 Investitions-, Wartungskosten und Restwert.................................................... 49 5.2.2 Zinsen, Energiepreise und zusätzliche Informationen ..................................... 52 5.3 Ergebnisse ....................................................................................................... 53

6 LCA – Lebenszyklusbewertung .................................................................... 58

6.1 Zusammenfassung ........................................................................................... 58 6.2 Systemgrenzen ................................................................................................ 59 6.3 Funktion und Funktionseinheit ......................................................................... 60 6.4 Daten ................................................................................................................ 60 6.4.1 Herstellung ....................................................................................................... 61

Studie über



3

6.4.2 Nutzung und Wartung ...................................................................................... 66 6.4.3 End of Life (EoL) .............................................................................................. 67 6.5 Software und Datenbank.................................................................................. 71 6.6 Ergebnisse ....................................................................................................... 71

7 Ganzheitliche Fassadenbewertung .............................................................. 79

7.1 Methode ........................................................................................................... 79 7.2 Einfluss von Fassaden- und Fenstersystemen auf Green-Building-Systeme . 81 7.3 Bewertungsmatrix (ganzheitliche Fassadenbewertung) .................................. 86 7.4 Beschreibung der Kriterienbewertung .............................................................. 88 7.4.1 Ökologische Qualität ........................................................................................ 88 7.4.2 Ökonomische Qualität – Lebenszykluskosten LCC ......................................... 91 7.4.3 Soziale Qualität ................................................................................................ 91 7.4.4 Technische Qualität ......................................................................................... 92 7.4.5 Prozessqualität ................................................................................................. 93 7.4.6 Bewertungsmatrix – Ergebnisse ...................................................................... 95 7.5 Empfehlungen für Green-Building-Bewertungssysteme .................................. 98

8 Literaturquellen ............................................................................................ 100

9 Statement zum Gutachten ........................................................................... 101

Studie über



4

1 Einleitung und Geltungsbereich

Zertifizierungssysteme für nachhaltige Gebäude (Green Building) gelten im

Immobiliensektor als nützliche Werkzeuge für die Bewertung der allgemeinen

Nachhaltigkeit von Gebäuden. Mit den entsprechenden Bewertungsverfahren kann

die Leistung des Gebäudes, abhängig vom gewählten Bewertungstool, umfassend

evaluiert werden.

Dennoch mangelt es immer noch an tiefergehenden Studien und kritischen

Bewertungen bezüglich der Stellung von Fenstern und Fassadenelementen bei der

ganzheitlichen Bewertung von Gebäuden. So fehlen zum Beispiel in jüngsten Studien

Analysen darüber, wie die einzelnen Leistungsindikatoren für Fassaden und Fenster

von deren Rahmenmaterial, d. h. Aluminium, Holz oder PVC, beeinflusst werden.

Im ersten Teil der Studie wird eine komplette Lebenszyklusbewertung und eine

Lebenszykluskostenberechnung ausgeführt, um die ökologischen und ökonomischen

Folgen von ähnlichen Fenstern und Fassadenelementen, gefertigt mit verschiedenen

Rahmenelementen, zu evaluieren. Es werden nur die wichtigen Rahmenmaterialien1

betrachtet, d. h. Aluminium, Holz und Holz-Aluminium für Fassadensysteme und

Aluminium, Holz und Holz-Aluminium und PVC für Wohnfenster. Im zweiten Teil

werden die allgemeinen Nachhaltigkeitsleistungen der verschiedenen Fenster- und

Fassadensysteme unter Einsatz einer quantitativen Methodik verglichen, wobei die

auf Basis von DGNB-GBRS-Kriterien, d. h. Kriterien hinsichtlich ökologischem

Fußabdruck, ökonomischer Qualität, sozialer Qualität (z. B. Komfort), evaluierten

Ergebnisse sowie technische und Prozessqualität summiert werden.

In dieser Studie werden die folgenden Schritte durchgeführt:

─ Detaillierte Definition von typischen Fassaden- und Fenstersystemen,

─ Berechnung von Wärmekomfort und Energieverbrauch unter Verwendung von

fortgeschrittener numerischer Thermosimulation-Software. Zwei verschiedene

europäische Klimazonen werden betrachtet (warmes und kaltes europäisches

Klima),

─ Berechnung der Lebenszykluskosten (LCC) gemäß ISO 15686-5,

─ Berechnung der Lebenszyklusbewertung (LCA) nach ISO 14040 und EN 158042,

─ Vergleich von Bewertungstools für Green Building Zertifizierungssysteme

bezüglich der Folgen von Fenster- und Fassadenlösungen.

─ Entwicklung einer fundierten Reihe von Indikatoren zur Evaluierung der

Nachhaltigkeit von verschiedenen Rahmenmaterialien in Fenstern und Fassaden

Allgemeiner Rahmen der Studie

Gemäß den oben beschriebenen Ziele und Schritte fokussiert sich die Studie auf die

wichtigsten und relevantesten Szenarien für die Bewertung. Da in einer

ganzheitlichen Bewertung eine breite Reihe von Indikatoren identifiziert werden,

ist eine vollständige Entsprechung von ISO 14040, einschließlich

Sensitivitätsanalyse für jeden Indikator, nicht Teil der Studie. Es wurden daher

Parameter und Randbedingungen verwendet, die nur mit den relevantesten

Szenarien korrespondieren, um robuste Ergebnisse zu liefern.

1 Siehe Report für Task 0 zur vorbereitenden Studie über Eco-Design von Fenstern, www.ecodesign-windows.eu 2 Diese Studie ist keine Umweltproduktdeklaration. LCA-Berechnungen basieren daher auf EN15804, die Ergebnisse entsprechen jedoch nicht den EN15804-Anforderungen

http://www.ecodesign-windows.eu/

Studie über



5

2 Executive Summary

2.1 Allgemeiner Überblick

Diese Studie bewertet und vergleicht die Nachhaltigkeitsaspekte verschiedener

Fenster- und Fassadenrahmenmaterialien: Aluminium, Holz, Holz-Aluminium und

PVC für Fenster und Aluminium, Holz, Holz-Aluminium für Fassaden. Es wird der

gesamte Lebenszyklus, von Fertigung bis Nutzungsphase und End of Life, betrachtet.

Für die Modellierung der Nutzungsphase wurden standardisierte Raumtypen für

Wohn- und Büronutzung für zwei verschiedene Klimazonen (Berlin und Rom) als

Basis für die Studie verwendet. Ein 3,75 m² Doppelflügelfenster wird als Referenz für

Wohnbauten festgelegt. Die Bürogebäudefassade ist definiert als 3-Achsen-Pfosten-

/Riegel-Konstruktion mit einer Fläche von etwa 14 m².

Basierend auf der allgemeinen Nachhaltigkeitsbewertung zeigt diese Studie, dass

jedes Rahmenmaterial sowohl Vorteile als auch Nachteile aufweist. So könnte zum

Beispiel ein Material in ökonomischer Hinsicht überlegen sein, aber dafür weniger

umweltfreundlich sein oder eine geringere soziale oder technische Qualität besitzen.

Daraus folgt, dass anscheinend kein Rahmenmaterial die nachhaltigste Lösung für

Fenster oder Fassaden bietet.

Aus Umweltschutzsicht demonstriert diese Studie, dass der Energiebedarf während

der Gebäudebetriebsphase nach wie vor für die Gesamtauswirkungen auf die Umwelt

von Fenstern bzw. Fassaden während deren gesamten Lebenszyklus maßgebend ist,

wie bereits in älteren Studien gezeigt wurde123.

Aus Gebäudenachhaltigkeitssicht ist daher die Optimierung der für die

Energieleistung eines Gebäudes relevanten Effizienz von Fenstern und Fassaden

wichtiger als die Auswahl eines spezifischen Rahmenmaterials.

Einfluss von Fenstern und Fassaden auf Green-Building-Bewertungssystem

(Green Building Rating Scheme, GBRS)

Die Fassadenbewertung basiert auf den Nachhaltigkeitskriterien, im Sinne von EN

15643/1 (Nachhaltigkeit von Bauwerken - Bewertung der Nachhaltigkeit von

Gebäuden), die im europäischen Immobiliensektor generelle Anwendung finden und

das umfassendste System hinsichtlich Indikatoren und Beitrag auf Produktebene

darstellt. Gemäß relevanten Green Building Rating Schemes (Green-Building-

Bewertungssystemen) ist die Fassade ein wesentlicher Teil der Gebäudebewertung,

da ihr Beitrag zum Gesamt-Nachhaltigkeitsrating von Gebäuden bis zu 10 %

ausmacht.

Wärmekomfort and Energiebedarf während der Nutzungsphase

Im Hinblick auf den Wärmekomfort und Energiebedarf weisen die ausgewählten

Rahmensysteme sehr ähnliche Eigenschaften auf. Nur der Wärmedurchgangswert ist

verschieden, was primär auf ihre Profilbreite zurückzuführen ist. So konnten nur

1 Richter K., Künniger T. and Brunner K. (1996) Ökologische Bewertung von Fensterkonstruktionen verschiedener Rahmenmaterialien (ohne Verglasung). EMPA-SZFF-Forschungsbericht, Schweizerische Zentralstelle für Fenster- und Fassadenbau (SZFF), Dietikon. 2 Windsperger A., Steinleichner S. (1997), Piringer M., Ökologische Betrachtung von Fensterrahmen aus verschiedenen Werkstoffen, Institüt für industrielle Ökologie, Wien, St Pölten 3 Kreissig J., Baitz M., Betz M., Straub W (1998)., Ganzheitliche Bilanzierung von Fenstern und Fassaden, Universität Stuttgart-IKP, VFF, Frankfurt

Studie über



6

geringe Differenzen von etwa 1,5 % bei ihren Energiebedarf während der

Nutzungsphase, innerhalb der gleichen Klimazone, festgestellt werden.

Ökologische Bewertung über den gesamten Lebenszyklus (Life-Cycle

Assessment, LCA)

Eine Lebenszyklusbewertung wird durchgeführt, um die Umweltfolgen von Fassaden

und Fenstern zu bewerten. Durch Kombination von Fertigungs-, End-of-Life- und

Nutzungsphase zeigt die LCA ähnliche Treibhauspotenziale (Global Warming

Potential, GWP) für die vier Fenstertypen bzw. die drei Fassadentypen, unabhängig

von ihrem Standort in Berlin oder Rom. Für beide Standorte ist vor allem die

Nutzungsphase, d. h. der Energiebedarf des Referenzraums für die

Gesamtergebnisse des GWP maßgeblich.

Ökonomische Bewertung über den gesamten Lebenszyklus (Life-Cycle

Costing, LCC)

Gemäß Bewertung der Lebenszykluskosten schneidet Aluminium im Vergleich zu den

anderen Fassadensystemen am besten ab. Die Anschaffungskosten und die

gesamten Lebenszykluskosten sind niedriger als bei Holz- bzw. Holz-Aluminium-

Systemen.

Im Wohnbau weisen PVC-Fenster die geringsten Investitionskosten auf. Für das

gewählte Szenario scheinen ebenfalls PVC-Fenster die geringsten

Lebenszykluskosten aufzuweisen.

2.2 Nachhaltigkeitsleistung

Eine fundierte Reihe von Indikatoren wird von den verbreiteten Green-Building-

Rating-Tools abgeleitet und verwendet, um die Nachhaltigkeitsleistung der

verschiedenen Profilmaterialien zu bewerten.

Ökologische Qualität

Der Energiebedarf während der Nutzungsphase bestimmt weitgehend das

Treibhauspotenzial (GWP) von Fassaden- und Fenstersystemen. Bei Fassaden

beträgt der Energiebedarf während der Nutzungsphase ungefähr 90 %, unabhängig

von Fassadensystemen und Rahmenmaterialien. Bei Fenstern kommt der Beitrag

während der Nutzungsphase bei allen untersuchten Systemen auf ungefähr 98 %.

Im Hinblick auf potentielle Risiken für die lokale Umwelt gilt Holz als problematischer

als Aluminium und PVC, was vor allem auf die Verwendung von gefährlichen Stoffen,

wie zum Beispiel Biozid-Lösungen in Holzrahmen, zurückzuführen ist. Aluminium-

und PVC-Systeme erreichen hohe Qualitätswerte bei Green-Building-

Zertifizierungssystemen im Hinblick auf die Risiken für die lokale Umwelt. Der Einsatz

von Zinn als Stabilisator bei PVC-Rahmen wird aufgrund seines geringen Anteils im

aktuellen Fenstermarkt nicht berücksichtigt.

In der Literatur berichtete End-of-Life-Sammel- und Recyclingquoten variieren sehr

stark, insbesondere für PVC- und Holzrahmenmaterialien. In dieser Studie wurden

diese Schwankungen in den jeweiligen LCA-Szenarien für „Mean Practice End of Life“

(Mean Practice für End of Life) und „Good Practice End of Life“ (Good Practice für

Studie über



7

End of Life) entsprechend erfasst. So kann zum Beispiel die nachhaltige

Holzproduktion durch Zertifikate wie FSC oder PEFC, die am Markt bereits gut

etabliert sind, gesichert werden. Im End-of-Life-Stadium ist bei Holzrahmen jedoch

immer noch eine geringe Wiederverwendung oder Energierückgewinnung

festzustellen und die meisten enden als Abfall auf Deponien. Die End-of-Life-Situation

von Holzrahmen scheint daher immer noch ein Schwachpunkt in Lebenszyklus von

Holz zu sein.

Aluminiumrahmen werden heute systematisch zu neuen Aluminiumprodukten

verwertet. Ihre Sammelquote liegt derzeit bei nahezu 100%1, was auf ihren hohen

ökonomischen Wert und ihre Tauglichkeit für effizientes Recycling zurückzuführen ist.

Alte Aluminiumrahmen werden am Markt um einen Preis verkauft, der typischerweise

zwischen 50 % und 75 % des LME-Preises für Primäraluminium liegt

Recyceltes PVC weist nach wie vor einige technische Einschränkungen auf. Für die

Fertigung von neuen Profilen muss zum Beispiel recyceltes PVC mit neuem PVC

eingekapselt werden, hauptsächlich aus ästhetischen Gründen. Das heißt, recyceltes

PVC kann neues unbehandeltes PVC nicht vollkommen ersetzen.

Im Hinblick auf die nachhaltige Nutzung von Ressourcen sind Aluminium und Holz

positiv positioniert.

Ökonomische Qualität

Für Bürogebäude erweisen sich Fassaden aus Aluminium als beste Option

hauptsächlich aufgrund ihrer Haltbarkeit und ihrem geringen Wartungsaufwand. Für

Wohngebäude ergaben sich die niedrigsten Lebenszykluskosten mit PVC-Profilen, da

deren Anschaffungskosten verglichen mit den anderen Materialien sehr niedrig sind.

Im Großen und Ganzen sind diese Abweichungen in Lebenszykluskosten begrenzt,

da maximal 20 % der gesamten Kostenabweichungen zwischen den verschiedenen

Lösungen beobachtet werden.

Soziale Qualität

Im Hinblick auf den Wärmekomfort kann zwischen den Profilmaterialen kein

wesentlicher Unterschied festgestellt werden.

Bezüglich der Raumluftqualität haben Holzfassaden negative Auswirkungen aufgrund

der Anwendung von Anstrichen, Bioziden und Lösungsmitteln mit längeren

Emissionsabklingzeiten.

Das beste Material im Hinblick auf die Gestaltungsmöglichkeiten („architektonische

Innovation“) ist Aluminium. Die mechanischen Eigenschaften und die

Gestaltungsfreiheit von Holzfassaden ist aufgrund der niedrigen spezifischen

Tragfähigkeit begrenzt, was breitere und tiefere Fensterrahmen-, Pfosten- und

Riegelprofile zur Folge hat.

1 Collection of Aluminium from Buildings in Europe, TU Delft study for EAA , 2004 available at http://www.alueurope.eu/publications-building/

Studie über



8

Technische Qualität

Aluminiumssysteme erfüllen alle Brandsicherheitsanforderungen auf höchstem

Niveau, während Holz und PVC erhebliche Nachteile im Hinblick auf Brandverhalten

und Rauchentwicklung aufweisen.

Prozessqualität

Die Prozessqualität steht für Wartungsaufwand, Bauprozesse, Montage und

Einfachheit der Produktakquisition.

Im Hinblick auf Witterungsbeständigkeit bei starker Einwirkung von Regen,

Sonnenstrahlung und starken Luftfeuchteänderungen erweist sich Aluminium als das

nützlichste Material mit dem geringsten Wartungsaufwand.

Im Hinblick auf die Materialbeschaffung für ein Bauvorhaben ist bei Holzfassaden

generell mit längeren Lieferzeiten zu rechnen, insbesondere bei größeren Projekten.

Im Wohnbaubereich sind alle Fenstersysteme in großem Umfang verfügbar.

Zusammenfassung - ganzheitlliche Bewertung

Die Ergebnisse der ganzheitlichen Bewertung ergeben einen Überblick über

nachhaltige Leistung von verschiedenen Fassaden- und Fenstermaterialien.

Basierend auf einer vollständigen Reihe von Indikatoren werden die Systeme unter

Berücksichtigung einer typischen Lösung sowie einer Best-Practice-Lösung für jedes

Material bewertet. Die Vorteile und Nachteile der untersuchten Systeme werden durch

Credits 0 (negativ), 1 (neutral) und 2 (positiv) bewertet. Dieses Bewertungssystem

wird verwendet, um einen einfachen Überblick über die umfassende Leistung in

Bezug auf nachhaltige Materialnutzung für Fassaden- und Fenstersysteme zu zeigen.

Bürogebäude – Fassadensysteme

Basierend auf der für dieses Projekt definierten quantitativen Methodik erzielt eine

Aluminiumstandardfassade eine Gesamtnachhaltigkeitsleistung von 92 % der

gesamten Credits, gegenüber 80 % für Holz-Aluminium- und 76 % für Holzfassaden

Die Aluminiumfassade scheint im Hinblick auf Lebenszykluskosten am besten

abzuschneiden und weist auch Vorteile in technischen, funktionellen und

gestalterischen Aspekten auf.

Studie über



9

Figur 2-1: Ergebnisse Bewertung Fassadensystem – Büro

Holistic facade assessment - curtain wall

(office)

Ganzheitliche Fassadenbewertung - Fassade

(Büro)

Process Quality Prozessqualität

Technical Quality Technische Qualität

Social Quality Soziale Qualität

Economical Quality Ökonomische Qualität

Ecological Quality Ökologische Qualität

Aluminium typical Aluminium typisch

Aluminium best practice Aluminium Best Practice

Aluminium-Timber typical Aluminium-Holz typisch

Aluminium-Timber best practice Aluminium-Holz Best Practice

Timber typical Holz typisch

Timber best practice Holz Best Practice

Wohngebäude – Fenstersysteme

Bei Fenstersystemen liefert diese Methodik eine Bewertung von 93 % für

Aluminiumstandardfenster, 83 % für Aluminium-Holz, 82 % für Holz und 84 % für

PVC. Im Hinblick auf Best Practice variieren die Bewertungen zwischen 99 % für Al

und 87 % für PVC. Bei Berücksichtigung der mit der Kriteriendefinition assoziierten

Subjektivität kann eine solche Varianz der Ergebnisse nicht als sehr bedeutend

angesehen werden.

Das Aluminiumstandardfenster scheint im Hinblick auf technische, funktionelle und

gestalterische Aspekten am besten abzuschneiden während PVC die niedrigsten

Lebenszykluskosten aufweist.

Studie über



10

Figur 2-2: Ergebnisse Bewertung Fenster – Wohnbau

Holistic facade assessment - Housing Win-

dow

Ganzheitliche Fassadenbewertung - Wohnungsfen-

ster












PVC typical PVC typisch

PVC best practice PVC Best Practice

Studie über



11

3 Beschreibung von Fassaden- und Fenstersystemen

Diese Studie analysiert die allgemeine Leistung von verschiedenen Fassaden und

Fenstern für zwei typische Klimabedingungen: Berlin und Rom. Es wurden für beide

Orte jeweils die gleichen Energieleistungscharakteristiken für die verschiedenen

analysierten Fenster- und Fassadensysteme verwendet. Dies ermöglicht einen fairen

Vergleich der Systeme über ihren Lebenszyklus, da ihre Gestaltung auf

Energieleistung ausgelegt ist. Diese Referenzenergieleistungscharakteristiken sind

für typische Systeme, die in den beiden Klimazonen verwendet werden, repräsentativ.

3.1 Fenstersystem von Wohngebäuden

3.1.1 Allgemeine Eigenschaften von Fenstersystemen

Da es im Wohnbausektor in ganz Europa weit verbreitet ist, wird für den Zweck dieser

Studie ein doppelt verglastes Drehkippfenster als Referenzfenster festgelegt. Ein

Flügel des Fensters kann entweder oben nach innen gekippt oder mit seitlichen

Scharnieren nach innen geöffnet werden. Der zweite Flügel des Fensters kann nur

mit seitlichen Scharnieren nach innen geöffnet werden.

Wir unterscheiden zwischen vier Rahmenmaterialien oder Materialkombinationen:

Aluminium, Holz, Holz-Aluminium und PVC.

Die generellen Spezifikationen der Fenstersysteme für Berlin und Rom sind wie folgt:

Abmessungen:

Fensterbreite: 2500 mm

Fensterhöhe: 1500 mm

Figur 3-1: Abmessungen Referenzfenster - Wohnbau

Dieses Referenzfenster hat folgende Charakteristiken:

─ Bauphysik: Berlin Rom

─ Verglasung: Dreifach-Verglasung Doppel-Verglasung

─ Uw-Wert: 1,0 W/m²K 2,0 W/m²K

─ Ug-Wert Richtwert: 0,7 W/m²K 1,8 W/m²K

─ Uf-Wert Richtwert: 1,3 W/m²K 2,0 W/m²K

─ ggl-Wert : 60 % 60 %

5.0 m

2.5 m

1.5 m

0.9 m

0.4 m

Studie über



12

─ Lichtdurchlässigkeit: > 65 % > 65 %

─ Akustische Anforderungen Rw: 34 dB 34 dB

─ Luftdurchlässigkeit EN 12207: Kategorie 4 Kategorie 4

Die Auswahl der obigen Werte für den Wärmedurchgang der Fenster entspricht den

maximalen geltenden Anforderungen für Uw-Wert in Deutschland und Italien1.

1 Atanasiu B., Maio J., Staniaszek D., Koulompi I., Kenkmann T. (2013), Overview of the EU-27 building policies and programs and cross-analysis on Member States nZEB-plans, Buildings Performance Institute Europe (BPIE) & Öko-Institut e.V., www.entranze.eu

http://www.entranze.eu/

Studie über



13

3.1.2 Spezifische Eigenschaften von Fenstersystemen

Basierend auf den Referenzfenstercharakteristiken wurden typische Fenstersysteme,

wie in den vier nächsten Abschnitten beschrieben, ausgewählt und dann in der LCA-

Berechnung verwendet. Die geringe Abweichung, die möglicherweise zwischen der

deklarierten Produktspezifikation und der obigen Liste von Charakteristiken des

Referenzfensters existiert, wurde für das Wärmemodell nicht berücksichtigt.

Aluminiumfenstersysteme

Figur 3-2: Vertikalschnitte von Aluminiumfenstersystemen (links: Berlin, rechts: Rom)

approx. 110 mm ca. 110 mm




Doppelt verglastes Drehkipp-Aluminiumfenstersystem

─ Thermisch getrennte Aluminiumsprofilsysteme mit einer Tiefe von ungefähr 75

mm für Berlin und ungefähr 65 mm für Rom, gemäß Verglasungstiefe.

─ Manuell zu öffnender Aluminium-Drehkippflügel, bündig montiert an Außenseite

des Fensterrahmens.

─ Anschlagdichtungen und Polyamidelemente mit Schaumkern für das Berlin-

System und ohne Schaumkern für das Rom-System.

─ Profiloberfläche:Pulverbeschichtung.

approx. 65 mmapprox. 75 mm

ap

pro

x. 110 m

m

ap

pro

x. 110 m

m

Studie über



14

Holz-Aluminium-Fenstersystem

Figur 3-3: Holz-Aluminium-Fenstersystem (Berlin und Rom)





Zweiflügeliges Holz-Aluminium-Fenster, mit Aluminiummantel, rückseitig ventiliert,

fixiert an der Außenseite der Holzprofile.

─ Holzrahmen besteht aus mindestens drei Brettschichtlagen aus Kiefernholz,

ungefähr 80 mm Tiefe für Berlin und ungefähr 70 mm Tiefe für Rom, gemäß

Verglasungstiefe.

─ Rahmenbreite ungefähr 130 mm.

─ Holzrahmen-Eckverbindung mit gepressten und geleimten Zapfen- oder

Bolzenverbindungen.

─ Mittelprofil mit geleimter Zapfen- oder Bolzenverbindung.

─ Äußerer Aluminiummantel besteht aus auf Gehrung zugeschnittenen Aluminium-

Strangpressprofilen, rückseitig ventiliert, fixiert über glasfaserverstärkte

Polyamiddistanzprofile.

─ Innere durchgehende dampfdichte Membranverbindung mit Unterstruktur.

─ Äußere durchgehende Atmungsmembran und wasserdichte Verbindung mit

Unterstruktur.

─ Manuell zu öffnender Holz-Aluminium-Drehkipp-Lüftungsflügel, bündig montiert

an Außenseite des Fensterrahmens.

─ Aluminiumprofiloberfläche: Aluminium/Pulverbeschichtung. ─ Holzprofiloberfläche: atmungsaktive transparente Holzfarbe.

approx. 70 mmapprox. 80 mm

ap

pro

x. 130 m

m

ap

pro

x. 130 m

m

Studie über



15

Holzfenstersystem

Figur 3-4: Holzfenstersystem (Berlin und Rom).





Zweiflügeliges Holz--Fenster in Rahmenkonstruktion.

─ Holzrahmen besteht aus mindestens drei Brettschichtlagen aus Kiefernholz-

Profilen, ungefähr 80 mm Tiefe für Berlin und ungefähr 70 mm Tiefe für Rom,

gemäß Verglasungstiefe.

─ Rahmenbreite ungefähr 130 mm.

─ Holzrahmen-Eckverbindung mit gepressten und geleimten Zapfen- oder

Bolzenverbindungen.

─ Mittelprofil mit geleimter Zapfen- oder Bolzenverbindung.



Unterstruktur.

─ Manuell zu öffnender Holz-Drehkipp-Lüftungsflügel, bündig montiert an

Außenseite des Fensterrahmens.

─ Holzprofiloberfläche: atmungsaktive transparente Holzfarbe.

─ Regenschutzprofil.

ap

pro

x. 130 m

mapprox. 70 mmapprox. 80 mm

ap

pro

x. 130 m

m

Studie über



16

PVC-Fenstersysteme

Figur 3-5: Vertikalschnitte von PVC-Fenstersystemen (links: Berlin, rechts:

Rom)





Doppelt verglastes Drehkipp-PVC-Fenstersystem

─ Die extrudierten PVC-Rahmen bestehen aus mehreren Kammern mit einer Tiefe

von ungefähr 80 mm für Berlin und 70 mm für Rom, gemäß Verglasungstiefe,

(Stahlarmierungen).

─ Geschweißte Eckverbindungen.

─ Mittelprofil mit geschweißter Profilfugenverbindung.



Unterstruktur. ─ Oberfläche unbehandelt.

approx. 70 mm

ap

pro

x. 120 m

m

approx. 80 mm

ap

pro

x. 120 m

m

Studie über



17

3.2 Fassadensystem für Bürogebäude

3.2.1 Allgemeine Eigenschaften von Fassadensystemen

Die Studie analysiert Fassadensysteme aus drei verschiedenen Rahmenmaterialien:

Aluminium, Brettschichtholz, entweder mit einer Abdeckkappe aus Holz oder aus

Aluminium.

Das leichte gekappte Stick-System (Pfosten-Riegel-System) basiert auf einem 1335

mm weiten Gitter, aufgehängt an der Primärstruktur, zur Aufnahme vertikaler

Kantenbrüche unter Nutzlast.

Die Referenzfassade dieser Studie ist definiert als eine 3-Achsen-Pfosten-/Riegel-

Konstruktion für eine Bürofläche von ungefähr 20 m², einschließlich einem Dreh-

/Kippfenster. Die generellen Spezifikationen der Fassadensysteme für Berlin und

Rom sind wie folgt:

Abmessungen:

─ Pfostenraster: 1335 mm

─ Etagenhöhe: 3500 mm

─ Fensterhöhe: 1900 mm

─ Profilbreite: 50 mm

Figur 3-6: Abmessungen Referenzfassade - Büro

Bauphysik: Berlin Rom

─ Verglasung: Doppel-Verglasung Doppel-Verglasung

─ Ucw-Referenzwert: 1,1 W/m²K 1,5 W/m²K

─ Ug-Richtwert: 1,1 W/m²K 1,8 W/m²K

─ Uf Pfosten/Riegel Richtwert: 1,0 W/m²K 1,6 W/m²K

─ Uf Fenster Richtwert: <1,8 W/m²K <1,8 W/m²K

─ ggl-Wert: 60 % 70 %

─ Lichtdurchlässigkeit: >65 % >65 %

─ Akustische Anforderungen Rw: 34 dB 34 dB

─ Luftdurchlässigkeit EN 12207: Kategorie 4 Kategorie 4

Office Housing

1.335 m

1.9 m

0.7 m

0.9 m

Studie über



18

3.2.2 Spezifische Eigenschaften von Fassadensystemen

Das opake isolierte Brüstungs-Sandwichpaneel wurde für alle drei Fassadensysteme

gleich konzipiert. Die Brüstung besteht aus 25 mm Gipsplatte, 3 mm Stahlblechen,

bündig und dampfdicht mit innerem Pfostenflansch, ungefähr 140 mm

Mineralwollisolierung (Wärmeleitfähigkeit 035) und einer Zementplatte an der

Außenseite.

Aluminium-Pfosten- und Riegelsystem

Figur 3-7: Aluminium-Pfosten- und Riegelsystem (Horizontal

schnitt)

Die Fassade ist hauptsächlich eine Glaskonstruktion und liefert die primäre luft- und

wetterdichte Hülle des Gebäudes.

Die konkreten Rahmendetails können je nach Bauverfahren variieren.

Typischerweise setzt sich die Fassade jedoch aus folgenden Elementen zusammen:

─ Einem horizontalen durchgehenden Boden-bis-Decke-Aluminium-Pfosten-

Riegel-System als Fassade.

─ Gekapptem (50 mm weite und ca. 15 mm tiefe vertikale und 12 mm tiefe

horizontale Aluminiumkappen) Pfosten-und Riegelsystem aus Aluminium-

Strangpressprofilen, aufgehängt an Stahlhalterungen, die am Betonplattenrand

fixiert und dreidimensional verstellbar sind.

─ Zusätzlichem Brüstungspfosten als Sicherheitsbarriere gemäß lokalen

Vorschriften für Sicherheitsbarrieren.

─ Dreh-/Kippfenster mit Uf < 1,8 W/m²K.

─ Das Glas wird mit herkömmlichen Aluminium- und EPDM-Komponenten gehalten.

Die dekorative Aluminiumkappe sitzt auf einem verdeckten Aluminiumprofil.

─ Pfostenabmessung: 50 mm x 125 mm extrudierte rechtwinklige Hohlprofile mit

1335 mm Abständen über 3500 mm. Uf = ungefähr 1,0 W/m²K (mit Schaumstoff)

für Berlin ungefähr 1,6 W/m²K für Rom.

─ Riegelabmessung: 50 mm x 125 mm extrudierte Aluminiumhohlprofile mit

1600/1900 mm Abständen

─ Etagenhöhe: 3,5 m

─ Externe vertikale Leisten (Aluminium) an Außenseite der Pfosten.

─ Externe horizontale Leisten (Aluminium) an Außenseite der Riegel.

Studie über



19

─ Innere dampfdichte Membranverbindung mit Unterstruktur.

─ Äußere Atmungsmembran und wasserdichte Verbindung mit Unterstruktur.

─ Berücksichtigung für externen Austausch der Verglasung.

─ Alle Leisten am Ende gekappt.

─ Profiloberfläche:Aluminium/Pulverbeschichtung.

Studie über



20

Holz-/Aluminium-Pfosten- und Riegelsystem

Figur 3-8: Brettschichtholz-Pfosten- und Riegelsystem (Horizontalschnitt)

Das gekappte Holz-/Aluminium-Pfosten- und Riegelsystem basiert auf einem 1335

mm weiten Gitter, typischerweise unten fixiert an und vor der Primärstruktur.

Detaillierte technische Leistungsbeschreibung:

─ Gekapptes Holz-Pfosten- und Riegelsystem, fixiert am Betonplattenrand.

─ Die Kappen sind 50 mm breit und die vertikalen Kappen 15 mm tief und die

horizontalen Kappen 12 mm tief.

─ Die Verglasung wird durch eine Zusatzkonstruktion mit thermischer Trennung,

einschließlich Schaumkern, fixiert an Unterstruktur mit herkömmlichen

Aluminium- und EPDM-Komponenten gehalten. Das dekorative Aluminiumab-

deckprofil wird durch ein verdecktes Aluminiumprofil gehalten.

─ Dreh-/Kippfenster mit Uf < 1,8 W/m²K.

─ Pfostenabmessung: 50 mm x 165 mm massive rechtwinklige Profile 1335 mm

Abständen über 3500 mm aus Brettschichtholz. Kiefernholzprofile, Uf = ungefähr

1,0 W/m²K (mit Schaumstoff) für Berlin ungefähr 1,6 W/m²K für Rom.

─ Riegelabmessung: 50 mm x 165 mm massive rechtwinklige Profile an Ober-und

Unterseite der Verglasung mit Holzdübeln.

─ Etagenhöhe: 3,5 m

─ Innere dampfdichte Verbindung mit Unterstruktur.

─ Äußere Atmungsmembran und wasserdichte Verbindung mit Unterstruktur.

─ Profiloberfläche: Aluminium/Pulverbeschichtung. ─ Holzprofiloberfläche: atmungsaktive transparente Holzfarbe.

Studie über



21

Holz-Pfosten- und Riegelsystem

Figur 3-9: Brettschichtholz-Pfosten- und Riegelsystem (Horizontalschnitt)

Das gekappte Holz-Pfosten-und Riegelsystem besitzt die gleichen Spezifikationen

wie das gekappte Holz-/Aluminium-Pfosten- und Riegelsystem, abgesehen von den

Kappen und dem äußeren Brüstungsmaterial.

Detaillierte technische Leistungsbeschreibung; gleiche Konstruktion wie Holz-

/Aluminiumsfassade mit den folgenden Änderungen und Ergänzungen:

─ Die Holzkappen sind 50 mm weit und 30 mm tief.

─ Oberfläche von Holzabdeckkappe: wetterfester Anstrich. ─ Holzprofiloberfläche: atmungsaktive transparente Holzfarbe.

Studie über



22

4 Energiebilanz und Gebäudesimulation

Für die Analyse der Lebenszyklusbewertung (LCA) und Lebenszykluskosten (LCC)

sind Eingaben über die Energiebilanz und die CO2-Emission während der

Nutzungsphase der untersuchten Fassadensysteme erforderlich. Diese Werte

werden durch numerische Gebäudesimulation unter Verwendung der TRNSYS-

Software ermittelt. Die Gebäudesimulation wird außerdem genaue Werte liefern, um

den internen Wärmekomfort bei unterschiedlichen Fassadensystemen zu bewerten.

Die Ergebnisse der Simulation werden in Einheiten pro m² Nutzfläche und Jahr

(Einheit/m²٠a) bewertet.

4.1 Zusammenfassung

Thermosimulationen werden entweder mit einem Referenzbüroraum für die

verschiedenen Fassadensysteme (Aluminium, Holz und Holz-Aluminium) oder mit

einem Referenzwohnraum mit den verschiedenen ausgewählten Fenstern

(Aluminium, Holz und Holz-Aluminium und PVC) durchgeführt.

Die Erfüllung des Wärmekomforts bzw. der thermischen Behaglichkeit ist vorwiegend

von einem entsprechenden Heiz- und Kühlkonzept abhängig. Alle analysierten Fälle

erzielen einen guten Wärmekomfort der Kategorie I (höchste Stufe) für sämtliche

Orientierungen gemäß Kriterien von EN 15251. Die Simulation zeigt keine relevanten

Unterschiede im Wärmekomfort zwischen Fassaden- und Fensterkonstruktionen.

Aufgrund der sehr ähnlichen Energieleistungsspezifikationen der analysierten

Systeme, sind die von der Simulation resultierenden Gesamtenergieverbrauchswerte

für die einzelnen verglichenen Systeme nahezu gleich. Für Bürogebäude kommt die

Holzfassade auf einen leicht niedrigeren Energiebedarf aufgrund des geringeren

Wärmeverlustes. Bei den Wohnsystemen erzielt das Aluminiumfenster die beste

Energieleistung, hauptsächlich wegen der etwas höheren Nutzung der

Sonnenenergie im Winter aufgrund einer größeren transparenten Fläche (siehe

Endenergiebedarf und CO2-Äquivalent in Tabelle 4-1 und Tabelle 4-2.)

Studie über



23

Tabelle4-1: Energiebedarf von Büros

Office Bürogebäude

Location Ort

Berlin Berlin

Rome Rom

System System

Aluminium Aluminium

Timber Holz

Timber/Aluminium Holz/Aluminium

End energy demand Endenergiebedarf

CO2 emission CO2-Emission

Gas Gas

Electricity Strom

Location System Gas Electricity Gas Electricity

[kWh/m²a] [kWh/m²a] [kgCO2/m²a] [kgCO2/m²a]

Aluminium 36,6 17,0 9,5 8,3

Timber 35,8 17,0 9,3 8,3

Timber/Aluminium 36,6 16,9 9,5 8,3

Aluminium 25,1 16,2 6,5 7,9

Timber 24,9 16,2 6,5 7,9


Berlin

Rome

CO2 emissionOffice

End energy demand

Studie über



24

Tabelle4-2: Energiebedarf von Wohnbauten

Housing Wohngebäude

Location Ort

Berlin Berlin

Rome Rom

System System

Aluminium Aluminium

PVC PVC

Timber Holz


End energy demand Endenergiebedarf

CO2 emission CO2-Emission

Gas Gas

Electricity Strom

4.2 Thermische Gebäudesimulation

Bei der thermischen Gebäudesimulation wird das Zusammenspiel der HVAC- und

Fassadenkonzepte unter Randbedingungen für typische Nutzungsszenarien und

Klimas modelliert. Unter Verwendung von stündlichen Wetterdaten werden vier

Büroräume des Gebäudes modelliert, um die verschiedenen Fassaden- und

Fenstersysteme zu vergleichen. Dabei betrachtet man hauptsächlich die

resultierenden Raumtemperaturen, um den Wärmekomfort und Energiebedarf für die

verschiedenen Fassaden- und Fenstersysteme zu bewerten, welche als

Randbedingung für die Lebenszyklusbewertung und Lebenszykluskosten für

europäische Klimas (Berlin und Rom) dienen:

─ Wärmekomfort des Raumklimas über das gesamte Jahr, basierend auf

Raumbetriebstemperatur. Die Bewertung wird gemäß den Kriterien von EN 15251

ausgeführt.

─ Spezifischer Energiebedarf in kWh/(m²·a) basierend auf typischen

Nutzungsszenarien. CO2-Emission und Energiekosten werden vom Energiebe-

darf abgeleitet.

Location System Gas Electricity Gas Electricity

[kWh/m²a] [kWh/m²a] [kgCO2/m²a] [kgCO2/m²a]

Aluminium 69,5 7,7 18,1 4,8

PVC 70,1 7,7 18,3 4,8

Timber 70,7 7,7 18,4 4,8


Aluminium 25,9 9,2 6,9 5,1

PVC 26,5 9,1 7,0 5,0

Timber 26,8 9,1 7,1 5,0


End energy demand CO2 emissionHousing

Rome

Berlin

Studie über



25

4.2.1 Simulationsmodell

Referenzbüroraum und -wohnraum sind mit Standardcharakteristiken definiert. Figur

4-1 bis Figur 4-4 zeigen die Büroraum-und Wohnraum-Simulationsmodelle sowie das

in der Simulation modellierte Energiekonzept.

Der Büroraum ist für zwei Leute konzipiert und hat eine Fassade in drei Achsen mit

1,335 m und 3,5 m Höhe. Die Fassade hat zwei feste transparente Fenster und einen

öffnenden Drehkippflügel in der Mittelachse über einem opaken isolierten Brüstungs-

Sandwichpaneel. Dieses Simulationsmodell wird für vier Orientierungen, Norden,

Osten, Süden und Westen, berechnet, was einen mittleren Energiebedarf basierend

auf einem jeweiligen Beitrag von 15 %, 25 %, 35 % und 25 % von jeder Orientierung

von Norden bis Westen ergibt.

Figur 4-1: Referenzbüro: Grund- und Aufriß

Layout office Grundriss Bürogebäude

Elevation office facade Aufriss Bürogebäude-Fassade

Isotherm wall Isotherm-Wand

Die wesentlichen Charakteristiken des bauklimatischen Konzepts der Büros sind:

─ Doppel-Verglasung in Berlin, ggl-Wert = 0,6, Ucw = 1,1 W/m²K,

─ Doppel-Verglasung in Rom, ggl-Wert = 0,7, Ucw = 1,5 W/m²K,

─ Externer Sonnenschutz, Fc = 0,25 (Mittelwert),

─ Zwangsbelüftung durch AHU-System,

─ Heizkörper unter öffnenden Fenster/Paneel zur Abdeckung der Heizlasten,

─ Kühldecke.

1.335 m

Layout office

5.0

m

isotherm wall

iso

the

rm w

all

iso

the

rm w

all

1.335 m

1.9 m

0.7 m

0.9 m

Elevation office facade

Studie über



26

Figur 4-2: Referenzbüro: Energiekonzept.

External shading (venetian

blinds)

Externer Sonnenschutz (Jalousien)

Double glazing Doppelverglasung

panel Paneel

radiator Heizkörper

Floor box Bodenkasten

Cooling ceiling Kühldecke

Return air Abluft

Supply air Zuluft

Die Analyse von typischen Wohnräumen basiert auf einem Standortflügelfenster mit

einer Größe von 2,5 m x 1,5 m. Das Fenster ist mit einem Drehkippflügel und einem

Drehflügel ausgelegt, installiert in einem Raum mit 25 m². Dieses Simulationsmodell

wird für vier Orientierungen, Norden, Osten, Süden und Westen, berechnet, unter

Berücksichtigung eines mittleren Energiebedarfs als Summe von jeder Orientierung

und der jeweiligen Fraktion als 15 %, 25 %, 35 % und 25 %.

Figur 4-3: Referenzwohnraum: Grund- und Aufriss

radiatorfloor box

external shading

(venetian blinds)

double glazing

cooling ceiling

3.5

m

return air

supply air

panel

0.9

m1

.90

m

3.0

m

Layout housing

5.0

m

2.5 m

iso

the

rm w

all

isotherm wall

am

bie

nt

5.0 m

Elevation housing window

5.0 m

2.5 m

1.5 m

0.9 m

0.4 m

ambient

Studie über



27

Layout housing Grundriss Wohngebäude

Elevation housing window Aufriss Wohnungsfenster

Isotherm wall Isotherm-Wand

ambient Umgebung

Die wesentlichen Charakteristiken des bauklimatischen Konzepts der Wohnungen sind:

─ Dreifach-Verglasung in Berlin, ggl-Wert = 0,6, Uw = 1,0 W/m²K,

─ Doppel-Verglasung in Berlin, ggl-Wert = 0,6, Uw = 2,0 W/m²K,

─ Externer Rollladen, Fc = 0,3 (Mittelwert),

─ Natürliche Lüftung durch manuell betätigten Öffnungsflügel,

─ Heizkörper unter öffnenden Fenster/Paneel zur Abdeckung der Heizlasten,

─ Keine Kühlung in Berlin,

─ Split-Kühlsystem in Rom, ca. 9000 Btu.

Figur 4-4: Referenzwohnraum: Energiekonzept

Natural ventilation Natürliche Lüftung

External shading (roller/shutter) Externer Sonnenschutz (Rollladen)

Triple glazing (GER) Dreifachverglasung (DE)

Double glazing (ITA) Doppelverglasung (IT)

Parapet insulation Brüstungsisolierung

radiator Heizkörper

external shading

(roller/shutter)

triple glazing (GER)

double glazing (ITA)

2.4

5 m

natural ventilation

radiator

parapet

1.5 m

insulation

2.8

m

Studie über



28

4.2.2 Randbedingungen

Die wesentlichen Randbedingungen für die Simulation werden nachstehend

zusammengefasst.

4.2.2.1 Software

Die verwendete Simulationssoftware ist TRNSYS Version 15. TRNSYS ist gemäß der

BESTEST-Methode validiert und wird im Zusammenhang mit Vergleichsrechnung

von VDI 6020 verwendet. TRNSYS wird auch von ASHRAE empfohlen. Die

Berechnungen erfolgen mit einem Zeitschritt von 1 Stunde.

4.2.2.2 Klima

Für Berlin und Rom werden von Meteonorm 5 generierte Wetterdaten in der

Simulation berücksichtigt. Die Datensätze bieten stündliche Werte für ein Jahr,

einschließlich Außentemperatur, Außenfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und

Sonneneinstrahlung an horizontalen Flächen (diffus und direkt). Sie repräsentieren

typische nord- und südeuropäische Klimas. Die Umgebungstemperatur der

verwendeten Wetterdatenbanken variiert zwischen ungefähr -17 °C und 30 °C in

Berlin und zwischen -2 °C und 34 °C in Rom.

Wärmeinseleffekte in Städten werden nicht berücksichtigt.

Die Wetterdatenbank enthält stündliche Werte von folgendem:

─ Umgebungstemperatur,

─ Umgebungsfeuchtigkeit,

─ Windgeschwindigkeit und -richtung ─ Diffuse und direkte Sonneneinstrahlung.

Studie über



29

4.2.2.3 Typgebäude

Büro

Bodenplatten: 100 mm Hohlboden; 300 mm Beton

Interne Wand: 25 mm Gipsplatte; 50 mm Mineralwolle; 25 mm Gipsplatte

Paneel: 140 mm Isolierung 0,035 W/mK

Fassade: siehe Tabelle 4-3

Tabelle 4-3: Randbedingungen von Fassadensystemen (Büro) – Anhang 1.

Standard

fassade

Aluminium Holz Holz/Aluminium

Berlin Rom Berlin Rom Berlin Rom

FlächeGlas/Rah-

men/Paneel

6,71 / 1,33 / 5,98 m² 6,67 / 1,39 / 5,89 m² 6,67 / 1,39 / 5,89 m²

ggl-Wert von Ver-

glasung

0,6 0,7 0,6 0,7 0,6 0,7

Lichtdurchlässigkeit 70 % 75 % 70 % 75 % 70 % 75 %

Ucw Fassade

Referenzwert

1,1 W/m²K 1,5 W/m²K 1,1 W/m²K 1,5 W/m²K 1,1 W/m²K 1,5 W/m²K

Ug Verglasung

Referenzwert


Uf Pfosten/Riegel

Richtwert


Uf Fensterrahmen

Richtwert

1,8 W/m²K 1,8 W/m²K 1,8 W/m²K

Psi-Wert

Zwischenstück aus

Edelstahl

0,06 W/mK 0,05 W/mK 0,05 W/mK

Profilfrontbreite 50 mm Standardprofil

120 mm Fensterprofil

50 mm Standardprofil


50 mm Standardprofil


Profiltiefe 125 mm 165 mm 165 mm

Gesamttiefe Fassade 375 mm 425 mm 415 mm

Studie über



30

Wohnhaus

Bodenplatten: 10 mm Bodenbelag; 60 mm Estrich; 80 mm Trittschalldämmung;

200 mm Beton

Dach: 180 mm Isolierung; 250 mm Beton;

Trennwand: 100 mm Ziegel

Außenwand: 150 mm Beton; 140 mm Isolierung 0,035 W/mK

Fenster: siehe Tabelle 4-4

Tabelle 4-4: Randbedingungen von Fenstersystemen (Wohnhaus)

Standard

fenster

Aluminium PVC Holz Holz/Aluminium

Berlin Rom Berlin Rom Berlin Rom Berlin Rom

FlächeFen-

ster/Rahmen

3,75 / 1,04 m² 3,75 / 1,13 m² 3,75 / 1,21 m² 3,75 / 1,21 m²

ggl Verglasung 0,6 0,6 0,6 0,6

Ug Verglasung 0,7

W/m²K

1,8

W/m²K

0,7

W/m²K

1,8

W/m²K

0,7

W/m²K

1,8

W/m²K

0,7

W/m²K

1,8 W/m²K

Uf Rahmen 1,3

W/m²K

2,0

W/m²K

1,3

W/m²K

2,0

W/m²K

1,3

W/m²K

2,0

W/m²K

1,3

W/m²K

2,0 W/m²K

Uw Fenster 1,0

W/m²K

2,0

W/m²K

1,0

W/m²K

2,0

W/m²K

1,0

W/m²K

2,0

W/m²K

1,0

W/m²K

2,0 W/m²K

Psi-Wert

Zwischenstück aus

Edelstahl 1)

0,067 W/mK 0,052 W/mK 0,052 W/mK 0,058 W/mK

Rahmenbreite 110 mm Standardrah-

men

120 mm Standardrah-

men

130 mm Standardrah-

men

130 mm Standardrah-

men

Anm.: 1) Quelle [01]: Messung von IFT Rosenheim, Hochschule für angewandte

Wissenschaften

4.2.2.4 Sonnenschutz

Sonnenschutz Büro: Der Sonnenschutz wird gemäß einfallender Sonnenstrahlung

und Fassadenorientierung geregelt. Das Sonnenschutzsystem wird aktiviert, wenn

die Sonneneinstrahlung an der Fassade 200 W/m² überschreitet, und deaktiviert,

wenn die Sonneneinstrahlung an der Fassade unter 150 W/m² fällt. Nachts, zwischen

19:00 Uhr und 7:00 Uhr, sind die Sonnenschutzeinrichtungen geschlossen.

Wohnhaus Rollladen: aktiviert während des Sommers und wenn Sonneneinstrahlung

am Fenster 200 W/m² übersteigt; deaktiviert, wenn Sonneneinstrahlung am Fenster

unter 150 W/m² fällt.

Studie über



31

Eine windabhängige Regelung des Sonnenschutzes wird in den Simulationen nicht

berücksichtigt.

Studie über



32

4.2.2.5 Interne Wärmequellen

Büro

Die Nutzungsperiode in der Simulation ist an Wochentagen von Montag bis Freitag

von 8:00 Uhr bis 18:00 Uhr. Als niedrige Nutzung von 33 % gilt die Zeit von 8:00 Uhr

bis 9:00 Uhr, von 17:00 Uhr bis 18:00 Uhr und während der Mittagspause von 12:00

Uhr bis 13:00 Uhr. Dies korrespondiert mit einer Nutzungszeit von 8 Stunden pro Tag.

Der Büroraum wird von zwei Leuten genutzt und die Wärmelasten sind 70 W/Person

und 100 W/Arbeitsplatz für Geräte.

Beleuchtung ist während der Nutzungszeit eingeschaltet, mit 8 W/m², falls

Sonneneinstrahlung horizontal < 150 W/m², und mit 12 W/m², falls

Sonneneinstrahlung horizontal < 50 W/m².

Wohnhaus

Die Nutzungsperiode ist von 19:00 Uhr bis 6:00 Uhr von Montag bis Freitag und 24

Stunden am Wochenende.

Der Raum wird von einer theoretischen halben Person genutzt und die Wärmelasten

betragen 70 W/Person und 2,5 W/m² für Geräte.

Beleuchtung ist während der Nutzungszeit eingeschaltet, mit 5 W/m² zwischen 6:00

Uhr und 22:00 Uhr, falls Sonneneinstrahlung horizontal < 50 W/m².

Allgemeines

Das Okkupationsprofil basiert auf folgenden Bedingungen:

─ Das Jahr beginnt am Montag.

─ Ferienzeiten werden vernachlässigt.

─ Temperaturkorrekturen aufgrund des des Wärmeinseleffektes werden nicht

berücksichtigt.

4.2.2.6 Klimatisierung

Nur der Büroraum ist mit einem Klimagerät (AHU, air handling unit) ausgestattet, mit

Heiz- und Kühlfunktionen und Wärmerückgewinnung von 70 %.

Feuchtigkeitsregelung wird nicht berücksichtigt. Eine natürliche Luftentfeuchtung

kann bei hoher Umgebungsfeuchtigkeit auftreten. Die mittlere Temperatur an der

Kühlschlange ist 9 °C.

Die wesentlichen Charakteristiken der mechanischen Lüftung werden in der

Simulation wie folgt berücksichtigt:

─ Zulufttemperatur: 20 °C,

─ Betriebsperiode: von Montag bis Freitag, von 6:00 Uhr bis 20:00 Uhr,

─ Spezifische Luftaustauschrate: 4.5 m³/h.m².

Studie über



33

4.2.2.7 Natürliche Lüftung und Infiltration

Ein Infiltrationsluftwechsel von 0,1 1/h wird für alle Fälle als mittlerer Wert für neue und

30 Jahre alte Fassadensysteme berücksichtigt. Erhöhte Infiltration bei Holz- oder

PVC-Fenstern im Verlauf der Zeit wird vernachlässigt.

Für Wohngebäude wird nur zusätzliche natürliche Lüftung, mit Luftaustauschrate

abhängig von Umgebungslufttemperatur und Lufttemperaturgradienten zwischen

innen und außen, wie folgt berücksichtigt:

─ mittlere matürliche Lüftung: 0,5 1/h,

─ falls Raumtemperatur> 25 °C, bis 4,0 1/h.

4.2.2.8 Heizung und Kühlung

Die Büroräume in Deutschland (DE) und Italien (IT) sind mit Heiz- und Kühlsystemen

ausgestattet. Für die Schätzung des gesamten Energiebedarfs werden

Zentralheizungs- und Kühlsysteme berücksichtigt.

Nur für Wohngebäude in Italien gelten Klimaanlagen als Standard. In Deutschland

gibt es in Wohnhäusern normalerweise kein Kühlsystem. Die Randbedingungen für

die Gebäude-Heiz- und Kühlsysteme sind:

Büro

─ Spezifische Heizleistung: max. 40 W/m²

─ Heizperiode: 1. September bis 30. April DE

19. Oktober bis 30. April IT

─ Solltemperaturheizung: 21,5 °C (Mo-Fr, 5:00 Uhr bis 19:00 Uhr)

18 °C (Mo-Fr, 19:00 Uhr bis 5:00 Uhr und Wochenende)

─ Kühldecke: 70 % von Nettodeckenraum

─ Spezifische Kühlleistung: 80 W/m² aktiver Bereich (dT 10K) DE

90 W/m² aktiver Bereich (dT 10K) IT

─ Solltemperaturkühlung: 24,5 °C

Wohnhaus

─ Spezifische Heizleistung: max. 40 W/m²

─ Heizperiode: 1. September bis 30. April DE

19. Oktober bis 30. April IT

─ Solltemperaturheizung: 22 °C (Mo-So, 6:00 Uhr bis 22:00 Uhr)

18 °C (Mo-So, 22:00 Uhr bis 6:00 Uhr)

18 °C (ungenutzter Raum)

─ Kühlsystem: Split

─ Solltemperaturkühlung: 26,0 °C

─ Kühlperiode: Mo-Fr, 19:00 Uhr bis 6:00 Uhr und Wochenende 24 h,

fallsgenutzt

Studie über



34

Energieerzeugung

─ Heizung Gastherme (Erdgas), Wirkungsgrad 95 %

Wärmeverluste 15 %

─ Kühlung Büro Chiller, SEER 4.5 (Schraubenkompressor)

Kühlverluste 5 %

─ Kühlgehäuse Split, SEER 3 (nur für IT)

─ Preis für Gas: 0,07 €/kWh (DE und IT)

─ Preis für Strom: 0,25 €/kWh (DE und IT)

0,20 €/kWh (IT)

4.2.3 Thermischer Komfort nach EN 15251

Die EN 15251 beschreibt Kriterien für die Kategorisierung des Raumkomforts.

Basierend auf dem Voraussichtlichen Anteil Unzufriedener (PPD, Predicted

Percentage of Dissatisfied, ISO 7730) werden Grenzwerte für Raumtemperatur,

Feuchtigkeit und Raumluftqualität für vier Kategorien des Raumkomfort bestimmt. Die

Kriterien von Kategorie I bis Kategorie IV werden der folgenden Tabelle detailliert.

Tabelle 4-5: Auslegungsempfehlung laut DIN EN 15251 für Büros

Kate-

gorie Beschreibung

Auslegung Innen-

temperatur Belüftungsraten

I Hohe Erwartungen,

empfohlen für Räume, für

empfindliche Menschen

mit speziellen

Bedürfnissen

Winter : 21 °C

Sommer: 25.5 °C

1,7 – 2,0 l/s m²

II Normale Erwartungen,

empfohlenen neuen

Gebäuden und in

sanierten Gebäuden

Winter : 20 °C

Sommer: 26 °C

1,2 – 1,4 l/s m²

III Akzeptabel, moderate

Erwartungen können in

existierenden Gebäuden

umgesetzt werden

Winter : 19 °C

Sommer: 27 °C

0,7 -0,8 l/s m²

IV - - Werte außerhalb der

obigen Kategorien. Diese

Kategorie sollte nur für

einen begrenzten Teil

des Jahres zutreffen.

Studie über



35

Raumluftqualität, Zugluft, Temperaturasymmetrie, Gradient der Lufttemperatur und

mittlere Betriebstemperatur sind die thermischen Werte, nach denen der

Wärmekomfort beschrieben und evaluiert wird, der durch die Fassade beeinflusst

werden kann. Aufgrund der ähnlichen Charakteristiken der untersuchten Systeme

(z. B. Luftaustauschrate, Infiltration etc.) werden für die Bewertung des

Wärmekomfort nur die Raumbetriebstemperaturen berücksichtigt. Die europäische

Norm 15251 empfiehlt für neue Gebäude einen Wärmekomfort der Kategorie II. Diese

Anforderung wird erfüllt,, wenn die Zeitperiode mit einer Raumbetriebstemperatur

über 26 °C 3 % nicht überschreitet, ungefähr 80 Std/J.

4.3 Ergebnisse

Die Ergebnisse werden in Figur 4-5 bis Figur 4-17 als eine Reihe von Diagrammen

präsentiert, um die Fassaden- und Fenstersysteme in Berlin und Rom für

Bürogebäude und Wohngebäude mit südseitiger Orientierung zu vergleichen (für

vollständige Simulationsergebnisse siehe Anhang 2). Die Diagrammreihen umfassen:

─ Temperaturprofile

Diagramme zeigen die Bewertung der Innentemperatur während einer Woche im

Sommer und Winter für alle Systeme. Die Außentemperatur wird ebenfalls auf der

rechten Achse präsentiert. Die gestrichelte Linie zeigt die Betriebszeit als ein/aus.

─ Häufigkeit der Grenzwertüberschreitung von Innentemperatur

Pro Fassaden-/Fenstertyp und Raum gibt es zwei Diagramme, die zeigen, wie oft

die Innentemperaturen obere und untere Grenzwerte überschreiten:

─ Überschreitung der oberen Grenzwerte unter Anwendung von

Standardwetterdaten,

─ Unterschreitung der unteren Grenzwerte unter Anwendung von

Standardwetterdaten.

─ Klassifizierung gemäß EN 15251

Es gibt sechs Diagramme, die die Klassifizierung gemäß Komfortkriterien für

Bürogebäude nach EN 15231 zeigen. Auf der x-Achse ist der gleitende

Durchschnitt der Umgebungstemperatur aufgetragen und auf der Y-Achse ist die

Raumbetriebstemperatur aufgetragen. Die roten Punkte repräsentieren jeweils

eine Stunde während einem Jahr Nutzungszeit. Die mit blau, grün und gelb

markierten Bereiche repräsentieren die Kriterien für die unterschiedlichen

Komfortkategorien. Wenn zum Beispiel ein roter Punkt in einem blauen Bereich

ist, werden die Kriterien für Kategorie I erfüllt.

An der Unterseite ist eine Bewertung, die in Prozent das Auftreten jeder Kategorie

während der Nutzungsperiode zeigt. Die Kriterien für eine Kategorie sind erfüllt,

wenn die Überschreitung der Grenzwerte unter 3 % der Nutzungszeit liegt.

Die Klassifizierung gilt nur für Bürogebäude.

─ Energiebedarf, CO2-Emission, Energiekosten

Die Grafiken zeigen den spezifischen Gas- und Stromenergiebedarf in kWh pro

m² Nutzfläche und Jahr, die entsprechende Emission von Kohlendioxid in kg

CO2/m²٠a und die entsprechenden Energiekosten in €/m²٠a .

Gasverbrauch: nur für Heizung

Stromverbrauch: für Kühlung, Lüftung und Beleuchtung

Studie über



36

Figur 4-5: Innen- und Außentemperaturprofile: Büro Süden, Sommer/Winter,

DE/IT

Office GER South

Room temperature in a summer week

Büro DE - Süden

Raumtemperatur in einer Sommerwoche

Temperature Temperatur

Outside Temperature Außentemperatur

Time Zeit

Aluminium Aluminium

Timber Holz



Operating Time Betriebszeit

Office ITA South


Büro IT - Süden


Office GER South

Room temperature in a winter week

Büro DE - Süden

Raumtemperatur in einer Winterwoche

Office ITA South


Büro IT - Süden


-15

-12

-9

-6

-3

0

3

6

9

12

15

15

18

21

24

27

30

Ou

tsid

e Te

mp

erat

ure

[°C

]

Tem

per

atu

re [°

C]

Time

Office ITA SouthRoom temperature in a winter week

Aluminium Timber Timber/Aluminium

Outside Temperature Operating Time

15

18

21

24

27

30

15

18

21

24

27

30

Ou

tsid

e Te

mp

erat

ure

[°C

]

Tem

per

atu

re [°

C]

Time

Office ITA SouthRoom temperature in a summer week



15

18

21

24

27

30

15

18

21

24

27

30

Ou

tsid

e Te

mp

erat

ure

[°C

]

Tem

per

atu

re [°

C]

Time

Office GER SouthRoom temperature in a summer week



-15

-12

-9

-6

-3

0

3

6

9

12

15

15

18

21

24

27

30

Ou

tsid

e Te

mp

erat

ure

[°C

]

Tem

per

atu

re [°

C]

Time

Office GER SouthRoom temperature in a winter week



Studie über



37

Figur 4-6: Innen- und Außentemperaturprofile: Wohnhaus Süden,

Sommer/Winter, DE/IT

Housing GER South


Wohnhaus DE - Süden


Temperature Temperatur


Time Zeit

Aluminium Aluminium

PVC PVC

Timber Holz



Operating Time Betriebszeit

Housing ITA South


Wohnhaus IT - Süden


Housing GER South


Wohnhaus DE - Süden


Housing ITA South


Wohnhaus IT - Süden


-15

-12

-9

-6

-3

0

3

6

9

12

15

15

18

21

24

27

30O

uts

ide

Te

mp

era

ture

[°C

]

Tem

pe

ratu

re [°

C]

Time

Housing GER SouthRoom temperature in a winter week

Aluminium PVC Timber

Timber/Aluminium Outside Temperature Operating Time

15

18

21

24

27

30

15

18

21

24

27

30

Ou

tsid

e T

em

pe

ratu

re [°

C]

Tem

per

atu

re [

°C]

Time

Housing ITA SouthRoom temperature in a summer week



15

18

21

24

27

30

15

18

21

24

27

30

Ou

tsid

e T

em

pe

ratu

re [°

C]

Tem

pe

ratu

re [°

C]

Time

Housing GER SouthRoom temperature in a summer week



-15

-12

-9

-6

-3

0

3

6

9

12

15

15

18

21

24

27

30

Ou

tsid

e Te

mp

erat

ure

[°C

]

Tem

per

atu

re [

°C]

Time

Housing ITA SouthRoom temperature in a winter week


Timber/Aluminium Outside Temperature Operative Time

Studie über



38

Figur 4-7: Häufigkeit Betriebstemperaturen: Büro Süden DE,

Sommer/Winter

Office South: Working Hours exceeding

Temp. Limits Summer, GER

Bürogebäude Süden: Arbeitsstunden über

Temperaturgrenzen Sommer, DE


Temp. Limits Winter, GER


Temperaturgrenzen Winter, DE

Frequency Häufigkeit

Operative Temperature Betriebstemperaturen

Aluminium Aluminium

Timber Holz


Figur 4-8: Häufigkeit Betriebstemperaturen: Büro Süden IT,

Sommer/Winter


Temp. Limits Summer, ITA


Temperaturgrenzen Sommer, IT


Temp. Limits Winter, ITA


Temperaturgrenzen Winter, IT



Aluminium Aluminium

Timber Holz


0 0 4

64

9

0 0 3

63

6

0 0 3

63

6

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

< 19.0 °C < 20.0 °C < 21.0 °C < 22.0 °C

Freq

uer

ncy

[h

/a]

Operative Temperature [°C]

Office South: Working Hours exceeding Temp.Limits Winter , GER


65

3

1 0 0

66

0

0 0 0

66

0

0 0 0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

> 24.0 °C > 25.0 °C > 26.0 °C > 27.0 °C

Freq

uen

cy [

h/a

]


Office South: Working Hours exceeding Temp.Limits Summer , GER


0 0 2

18

5

0 0 2

18

5

0 0 2

18

5

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

< 19.0 °C < 20.0 °C < 21.0 °C < 22.0 °C

Freq

uen

cy [h

/a]


Office South: Working Hours exceeding Temp.Limits Winter , ITA


89

2

11

0 0

89

5

11

0 0

89

5

11

0 0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

> 24.0 °C > 25.0 °C > 26.0 °C > 27.0 °C

Freq

uen

cy [

h/a

]


Office South: Working Hours exceeding Temp.Limits Summer , ITA


Studie über



39

Figur 4-9: Häufigkeit Betriebstemperaturen: Wohnhaus Süden DE/IT,

Sommer/Winter

Housing South: Working Hours exceed-

ing Temp. Limits Summer, GER

Wohnhaus Süden: Arbeitsstunden über

Temperaturgrenzen Sommer, DE

Housing South: Working Hours exceed-

ing Temp. Limits Summer, ITA

Wohnhaus Süden: Arbeitsstunden über

Temperaturgrenzen Sommer, IT



Aluminium Aluminium

PVC PVC

Timber Holz


84

0

71

83

7

72

83

1

65

83

4

65

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

> 24.0 °C > 25.0 °C > 26.0 °C

Freq

uen

cy [

h/a

]


Housing South: Working Hours exceeding Temp.Limits Summer , ITA

Aluminium PVC Timber Timber/Aluminium

75

5

83

4 0

75

6

77

2 0

70

4

68

2 0

68

2

67

2 0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

> 24.0 °C > 25.0 °C > 26.0 °C > 27.0 °C

Freq

uen

cy [

h/a

]


Housing South: Working Hours exceeding Temp.Limits Summer , GER

Aluminium PVC Timber Timber/Aluminium

Studie über



40

Figur 4-10: Komfortklassifizierung: Büro DE Aluminium - Süden

Room temperature vs. moving aver-

age of ambient temperature

Office GER Aluminium - South

Raumtemperatur vs. gleitendem Durchschnitt

der Umgebungstemperatur

Büro DE Aluminium - Süden

Operative room temperature in °C Raumbetriebstemperatur in °C

Moving average of ambient tempera-

ture in °C

Gleitender Durchschnitt der

Umgebungstemperatur in °C

TOPZ1 Cat. 1 acc. to DIN EN 15251

Cat. 2 acc. to DIN EN 15251 Cat. 3

acc. to DIN EN 15251

TOPZ1 Kat. 1 laut DIN EN 15251 Kat. 2 laut

DIN EN 15251 Kat. 3 laut DIN EN 15251 Kat.

>97% Komfort class I achieved >97 % Komfortklasse I erzielt

Quality of thermal comfort in % of

working hours

Acceptable tolerance at most Abwei-

chung 3%

Qualität des Wärmekomfort in %

Arbeitsstunden

Akzeptable Toleranz bei größter Abweichung

3 %


acc. to DIN EN 15251 Cat. 3 acc. to

DIN EN 15251 Cat. 4 acc. to DIN EN

15251

Kat. 1 laut DIN EN 15251 Kat. 2 laut DIN EN

15251 Kat. 3 laut DIN EN 15251 Kat. 4 laut

DIN EN 15251 Kat.

> 97% Komfort class I

achieved

Studie über



41

Figur 4-11: Komfortklassifizierung: Büro DE Holz – Süden



Office GER Timber - South



Büro DE Holz - Süden



ture in °C






TOPZ1 Kat. 1 laut DIN EN 15251 Kat. 2 laut DIN

EN 15251 Kat. 3 laut DIN EN 15251 Kat.



working hours


chung 3%


Arbeitsstunden


3 %




15251


15251 Kat. 3 laut DIN EN 15251 Kat. 4 laut DIN

EN 15251 Kat.


achieved

Studie über



42

Figur 4-12: Komfortklassifizierung: Büro DE Holz-Aluminium – Süden



Office GER Timber-Aluminium -

South



Büro DE Holz-Aluminium - Süden



ture in °C










working hours


chung 3%


Arbeitsstunden


3 %




15251


15251 Kat. 3 laut DIN EN 15251 Kat. 4 laut DIN

EN 15251 Kat.


achieved

Studie über



43

Figur 4-13: Komfortklassifizierung: Büro IT Aluminium – Süden



Office ITA Aluminium - South



Büro IT Aluminium – Süden



ture in °C










working hours


chung 3%


Arbeitsstunden


3 %




15251



DIN EN 15251 Kat.


achieved

Studie über



44

Figur 4-14: Komfortklassifizierung: Büro IT Holz – Süden



Office ITA Timber - South



Büro IT Holz – Süden



ture in °C










working hours


chung 3%


Arbeitsstunden


3 %




15251



DIN EN 15251 Kat.


achieved

Studie über



45

Figur 4-15: Komfortklassifizierung: Büro IT Holz-Aluminium – Süden



Office ITA Timber-Aluminium -

South



Büro IT Holz-Aluminium - Süden


Moving average of ambient temper-

ature in °C










working hours


chung 3%


Arbeitsstunden


3 %




15251



DIN EN 15251 Kat.


achieved

Studie über



46

Figur 4-16: Energiebedarf in kWh/m²٠a (Nutzfläche)

Specific end energy demand office Berlin Spezifischer Endenergiebedarf Büro Berlin

Specific end energy demand office Rome Spezifischer Endenergiebedarf Büro Rom

Specific end energy demand housing Berlin Spezifischer Endenergiebedarf Wohnhaus Berlin

Specific end energy demand housing Rome Spezifischer Endenergiebedarf Wohnhaus Rom

Energy demand [kw/m2a] Energiebedarf [kw/m2a]

Gas Gas

Electricity Strom

Aluminium Aluminium

Timber Holz

Timber-Aluminium Holz-Aluminium

PVC PVC

25.9 26.5 26.8 27.0

9.2 9.1 9.1 9.1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Aluminium PVC Timber Timber-aluminium

en

erg

y d

em

an

d [

kW

h/m

²a]

Specific end energy demandhousing Rome

Gas Electricity

69.5 70.1 70.7 71.1

7.7 7.7 7.7 7.7

0

10

20

30

40

50

60

70

80


en

erg

y d

em

an

d [

kW

h/m

²a]

Specific end energy demandhousing Berlin

Gas Electricity

25.1 24.9 25.1

16.2 16.2 16.1

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Aluminium Timber Timber-aluminium

en

erg

y d

em

an

d [

kW

h/m

²a]

Specific end energy demandoffice Rome

Gas Electricity

36.6 35.8 36.6

17.0 17.0 16.9

0

10

20

30

40

50

60

70

80


en

erg

y d

em

an

d [

kW

h/m

²a]

Specific end energy demandoffice Berlin

Gas Electricity

Studie über



47

Figur 4-17: Energiekosten in €/m²٠a (Nutzfläche)

Total energy cost office Berlin Gesamtenergiekosten Büro Berlin

Total energy cost office Rome Gesamtenergiekosten Büro Rom

Total energy cost housing Berlin Gesamtenergiekosten Wohnhaus Berlin

Total energy cost housing Rome Gesamtenergiekosten Wohnhaus Rom

Energy cost [€/m2a] Energiekosten [€/m2a]

Aluminium Aluminium

Timber Holz

Timber-Aluminium Holz-Aluminium

PVC PVC

3.6 3.7 3.7 3.7

0

1

2

3

4

5

6

7


en

erg

y c

ost

[€

/m²a

]

Total energy cost housing Rome

6.8 6.8 6.9 6.9

0

1

2

3

4

5

6

7


en

erg

y c

ost

[€

/m²a

]

Total energy costhousing Berlin

5.0 5.0 5.0

0

1

2

3

4

5

6

7


en

erg

y c

ost

[€

/m²a

]

Total energy costoffice Rome

6.8 6.8 6.8

0

1

2

3

4

5

6

7


en

erg

y c

ost

[€

/m²a

]

Total energy costoffice Berlin

Studie über



48

5 LCC – Lebenszykluskostenanalyse

Die Lebenszykluskostenberechnung ist eine nützliche Technik für die

Vorherbestimmung und Bewertung der Kostenleistung von erstellten Sachanlagen.

Die Lebenszykluskostenberechnung ist eine Form von Analyse für die Bestimmung,

ob ein Projekt die Leistungsanforderungen des Auftraggebers erfüllt (ISO 15686-Teil

5).

Sämtliche Kosten, von der Projektierung bis zur Errichtung und Übergabe des

Gebäudes, werden als Akquisitionskosten definiert.

Wartungs- und Betriebskosten werden als Barwert über eine Periode von 50 Jahren

bestimmt. Kosten werden als Nettowert pro Quadratmeter präsentiert.

Die folgenden selektierten Kostenkategorien sind zu berücksichtigen wenn

gebäudespezifische Lebenszykluskosten berechnet werden:

─ Selektierte Baukosten,

─ Selektierte Betriebskosten,

─ Versorgung und Entsorgung,

─ Reinigung,

─ Energieverbrauch,

─ Betrieb,

─ Inspektion,

─ Wartung,

─ Selektierte Restwert.

5.1 Zusammenfassung

Für Bürogebäude weist Aluminium die geringsten Investitions- und niedrigsten

Wartungskosten auf. Holz ist insgesamt ungefähr 19 % teurer, was hauptsächlich auf

die höheren Wartungskosten für Anstriche über fünf Jahre zurückzuführen ist.

Aluminium/Holz ist aufgrund der höheren Investitionskosten teurer (6 %) als

Aluminium. Für Italien sind die Kosten im Vergleich zu Deutschland aufgrund des

niedrigeren Energiebedarfs und der niedrigeren Investitionskosten geringer.

Bei Wohngebäuden weist das PVC-System die geringsten Investitionskosten auf.

Holz ist insgesamt 12 % teurer und Holz-Aluminium 5 % teurer als PVC-Fenster,

was hauptsächlich auf die höheren Wartungskosten für Anstriche über fünf Jahre

zurückzuführen ist. Aluminiumfenster ist trotz niedriger Wartungskosten aufgrund

deutlich höherer Investitionskosten 3% teurer als PVC. Für Italien sind die Kosten im

Vergleich zu Deutschland aufgrund des niedrigeren Energiebedarfs und der

niedrigeren Investitionskosten geringer.

Studie über



49

5.2 Randbedingungen

5.2.1 Investitions-, Wartungskosten und Restwert

Investitions- und Wartungskosten richten sich nach Projekterfahrungen und

marktüblichen Preisen. Die Marktpreise können eventuell variieren, aber die

Unterschiede zwischen den Materialien sind vergleichbar. Für diese Untersuchung

werden nur Nettowerte herangezogen.

Die Investitionskosten für Bürogebäude sind generell niedriger mit

Aluminiumfassaden, da ein hoher Anteil vorgefertigt wird und die Montage auf der

Baustelle schnell abgewickelt werden kann. Für Wohngebäude weisen PVC-Fenster

die niedrigsten Investitionskosten auf, was auf die geringen Rohmaterialkosten

zurückzuführen ist.

Die Lebensdauer der untersuchten Systeme ist gemäß dem deutschen System zur

Bewertung der Nachhaltigkeit von Gebäuden definiert [02]. In Ableitung von [02]

wurde die Lebensdauer von PVC-Fenster ökonomisch optimiert. Gemäß früheren

Berechnungen liegt der wirtschaftlichste Zeitpunkt für die Erneuerung eines Rahmens

bei 30 Jahren, wenn auch die Verglasung gewechselt werden muss.

Früher wurden LCC-Berechnungen für PVC-Systeme unter Annahme einer

Lebensdauer von 40 Jahren bei PVC-Rahmen und 30 Jahren bei der Verglasung

durchgeführt. Diese Annahme führt zu höheren Kosten als bei einer

Kompletterneuerung nach 30 Jahren (Rahmen + Verglasung). In dieser Studie wurde

daher das wirtschaftlichste Erneuerungsmodell für jedes Material verwendet. PVC-

Lebensdauer von 30 Jahren wurde auch in [03] angenommen.

Am Ende der Lebenszeit (End-of-Life) haben Aluminiumrahmen immer noch einen

positiven wirtschaftlichen Wert, der mit 75 % des Wertes an der London Metal

Exchange (LME) geschätzt werden kann, sofern für den Ausbau beste Praktiken zum

Einsatz kommen, d. h. wenn Aluminiumrahmen zerlegt und in spezifischen

Containern gesammelt werden. Basierend auf dem heutigen LME-Preis, kann 1 €/kg

für alte Aluminiumprofile als angemessener Preis betrachtet werden. Die

Aluminiumsfassade enthält ungefähr 78 kg Al, die Hoz-Aluminium-Fassade ungefähr

24 kg Al und die Holzfassade 14 kg Al. Das Aluminiumfenster enthält ungefähr 32 kg

Al, das Holz-Aluminium-Fenster 12,5 kg Al und das Holzfenster 1,5 kg Al. Dies ergibt

einen Restwert pro m² Nutzfläche von 3.85 €/m2 für die Aluminiumsfassade, 1,19 €/m2

für die Holz-Aluminium-Fassade, 0,69 €/m2 (vernachlässigt) für die Holzfassade, 1,28

€/m2 für das Aluminiumfenster, 0,5 €/m2 für das Holz-Aluminium-Fenster und 0,06

€/m² (vernachlässigt) für das Holzfenster. Es gibt keinen Unterschied in der Al-Menge

zwischen den beiden Regionen: Rom oder Berlin.

Andere Materialien haben keinen Restwert.

Studie über



50

Tabelle 5-1: Investitions-, Wartungskosten

Net Values Nettowerte

Investment Cost

[€/m2 facade]

[€/m2 window]

Investitionskosten

[€/m2 Fassade]

[€/m2 Fenster]

Lifespan [year] Lebensdauer [Jahr]

Maintenance description Wartungsbeschreibung

Maintenance interval [year] Wartungsintervall [Jahr]

Maintenance Costs

Office

[€/m2 facade]

Wartungskosten

Bürogebäude

[€/m2 Fassade]

Maintenance Costs

Housing

[€/m2 window]

Wartungskosten

Wohngebäude

[€/m2 Fenster]

Investment Costs Investitionskosten

Aluminium

A: GER

B: ITA

Aluminium

A: DE

B: IT

Timber/Aluminium

A: GER

B: ITA

Holz/Aluminium

A: DE

B: IT

Timber

A: GER

B: ITA

Holz

A: DE

B: IT

PVC

A: GER

B: ITA

PVC

A: DE

B: IT

Net ValuesMaintenance

description

Maintenance

Costs

Office

Maintenance

Costs

Housing

[€/m² facade] [€/m² window] [€/m² facade] [€/m² window]

Investment Costs Office Housing Office Housing Office HousingFacade 14 m²

double glazing 7.1 m²

window 3.75 m³

triple glazing GER

double glazing ITA

Aluminium

A: GER

B: ITA

A: 500

B: 450

A: 380

B: 33050 years 50 years

1: Fitting check-up and maintenance +

20% Fitting exchange

2: Change of glazing + sealing profile

(gasket), frame screew + dismantling,

installation and disposal

3: Maintenance raffstore/Roller shutter

1: 10 years

2: 30 years

3: 15 years

1: 10 years

2: 30 years

3: 15 years

1: 4 + 3.5 = 7.5

2A: 77 + 10 = 87

2B: 77 + 10 = 87

3: 7

1: 8 + 7 = 15

2A: 130+20 = 150

2B: 100+20 = 120

3: 27

Timber/Aluminium

A: GER

B: ITA

A: 550

B: 500

A: 355





(gasket), frame screew + dismantling,

installation and disposal


4: Change of Aluminium cover profile

1: 10 years

2: 30 years

3: 15 years

4: 30 years

1: 10 years

2: 30 years

3: 15 years

4: 30 years

1: 4 + 3.5 = 7.5

2A: 77 + 10 = 87

2B: 77 + 10 = 87

3: 7

4: 36

1: 8 + 7 = 15

2A: 130+20 =150

2B: 100+20 = 120

3: 27

4: 36

Timber

A: GER

B: ITA

A: 550

B: 500

A: 275




2: Installation of new window +

dismantling, installation and disposal


4: Timber Coating

1: 10 years

2: 30 years

3: 15 years

4: 05 years

1: 10 years

2: 30 years

3: 15 years

4: 05 years

1: 4 + 3.5 = 7.5

2A: 77 + 10 = 107

2B: 77 + 10 = 107

3: 7

4: 34

1: 8 + 7 = 15

2A: 275+20 =295

2B: 245+20 = 265

3: 27

4: 45

PVC

A: GER

B: ITA

NAA: 220

B: 200NA 30 years



2: Installation of new window +

dismantling, installation and disposal


NA

1: 10 years

2: 30 years

3: 15 years

NA

1: 8 + 7 = 15

2A: 220+20 = 240

2B: 200+20 = 220

3: 27

Raffstores

A - 80 mm raffstore,

electric motor (GER)

B - 80 mm raffstore,

electric motor (ITA)

A: 120

B: 135NA 20 years NA

Roller Shutter

B - manual controlNA B: 75 NA 50 years

Lifespan

[year] [year]

Investment costMaintenance

Interval

Studie über



51

Raffstores

A - 80 mm raffstore,

Electric motor (GER)

B - 80 mm raffstore,

Electric motor (ITA)

Raffstores

A - 80 mm Raffstore,

Elektromotor (DE)

B - 80 mm Raffstore,

Elektromotor (IT)

Roller Shutter

B - manual control

Rollladen

B - manuelle Betätigung



NA Nicht zutreffend

years Jahre




(gasket), frame screw _ dismantling, in-

stallation and disposal

3: Maintenance raffstore/Roller Shutter

1: Beschlag Prüfung und Wartung + 20 %

Beschläge Austausch

2: Wechsel von Verglasung + Dichtungsprofil,

Rahmenschraube, Ausbau/Zerlegung,

Montage und Entsorgung

3: Wartung Raffstore/Rollladen




(gasket), frame screw _ dismantling, in-

stallation and disposal


4: Change of Aluminium cover profile



2: Wechsel von Verglasung + Dichtungsprofil,

Rahmenschraube, Ausbau/Zerlegung,

Montage und Entsorgung


4: Wechsel Aluminiumabdeckprofil



2: Installation of new window + disman-

tling, installation and disposal


4: Timber Coating



2: Montage von neuem Fenster +

Ausbau/Zerlegung, Montage und Entsorgung


4: Holz streichen



2: Installation of new window + disman-

tling, installation and disposal




2: Montage von neuem Fenster +

Ausbau/Zerlegung, Montage und Entsorgung


Facade 14 m2

double glazing 7.1 m2

Fassade 14 m2

Doppelverglasung 7,1 m2

Window 3.75 m2

Triple glazing GER

Double glazing ITA

Fenster 3,75 m2

Dreifachverglasung DE

Doppelverglasung IT

Wartungsmaßnahmen werden für den Austausch von Beschlägen, Verglasung,

Dichtungsprofil, Raffstore/Rolladen für alle Typen von Fassaden und Fenstern

berücksichtigt. Für Aluminium/Holz-Rahmen wird ein Austausch des

Aluminiumabdeckprofils berücksichtigt. Für Holzrahmen werden zusätzlich die

erforderlichen Anstriche berücksichtigt [04]. Oben angegebene Investitionskosten pro

m2 Fenster sind kompatibel mit den im Entranze-Projekt präsentierten Kostendaten1.

Oben präsentierte Wartungs- und Austauschkosten und Szenarien liegen ebenfalls

1 Fernandez Boneta M., Lapillonne B (2013), Cost of energy efficiency measures in buildings refurbishment: a summary report on target countries, CENER & Enerdata, www.entranze.eu

Studie über



52

im Einklang mit dem jüngst in der österreichischen Zeitschrift für Ingenieure und

Architekten veröffentlichten Papier1.

Es wird auch der Unterschied zwischen Fassaden in Deutschland und Italien

berücksichtigt. Bei Wohngebäuden unterscheiden sie sich in den Investition

Wartungskosten für den Ausbau und die Zerlegung, die Installation und Entsorgung

beim Austausch der Fenster aufgrund unterschiedlicher Preisentwicklungen am

Markt.

5.2.2 Zinsen, Energiepreise und zusätzliche Informationen

Diese Werte basieren auf typischen europäischen Zinssätzen und Energiepreisen.

Die Werte können eventuell für unterschiedliche Regionen und Länder variieren, aber

das Hauptziel, die unterschiedlichen Kosten zwischen den Rahmenmaterialien, ist

unabhängig vom jeweiligen Ort repräsentativ.

Für Wohngebäude werden keine Reinigungsstunden berücksichtigt, da Fenster

gewöhnlich von den Bewohnern gereinigt werden.

Die Werte für den Energiebedarf werden unterteilt in Gas und Strom und übernommen

aus der Tabelle 4-1 und Tabelle 4-2.

Tabelle 5-2: Zinsen, Energiepreise und zusätzliche Informationen

Description Beschreibung



Interest rate for discounting (cash

value calculation)

Zinssatz für Diskontierung (Barwertberech-

nung)

General price increase (inflation) Allgemeiner Preisanstieg (Inflation)

Price increase for energy Preisanstieg für Energie

Electricity Strom

Gas Gas

Tax Berlin / Rome Steuer/Abgaben Berlin / Rome

Hourly rate for cleaning jobs Stundensatz für Reinigungsarbeiten

€/kWh (GER) €/kWh (ITA) €/kWh (DE) €/kWh (IT)

1 Lebenszykluskosten von Fenstern – Einfluss der Wartungskosten (Life cycle costs of windows – influence of maintenance costs) Christian Schranz und Hans Georg Jodl, Wien Österreichische Ingenieur- und Architekten-Zeitschrift, 157. Jg., Heft 7–12/2012

Description Office Housing

Interest rate for discounting (cash value calculation) 4,0%

General price increase (inflation) 2,0%

Price increase for energy 5,0%

Electricity 0,25 €/kWh (GER) / 0,20 €/kWh (ITA)

Gas 0,07 €/kWh

Tax Berlin / Rome 19% / 21%

Hourly rate for cleaning jobs 22,50 € -

Studie über



53

5.3 Ergebnisse

Die Grenzbedingungen lieferten bereits einen Hinweis auf die wesentlichen

Unterschiede bei den Ergebnissen.

Für Bürogebäude stellen Aluminiumkonstruktionen die billigste Option dar, und zwar

aufgrund:

─ Geringerer Investitionskosten,

─ Geringerer Nebenkosten, die vorwiegend für das Anstreichen von Holz entstehen.

Der Unterschied bei Italien gegenüber Deutschland resultiert, wie bereits bei den

Randbedingungen erwähnt, aus den niedrigeren Investitionskosten und dem

geringeren Energiebedarf.

Bei Wohngebäuden ist das PVC-Fenster aufgrund der geringen Investitionskosten

und der geringen Wartungskosten die billigste Option.

Die Energiekosten bei Wohngebäuden hatten tatsächlich einen höheren Einfluss auf

das Gesamtergebnis, allerdings nicht auf den Unterschied, aufgrund der ähnlichen

Werte.

Die Ergebnisse für Italien sind wiederum niedriger als für Deutschland, und zwar aus

denselben Gründen wie bei den Bürogebäuden.

Studie über



54

Figur 5-1: Ergebnis Lebenszykluskosten Bürogebäude – Deutschland

Life Cycle Costs Curtain Wall (Office)

over 50 years

Lebenszykluskosten Fassade

(Bürogebäude) über 50 Jahre

Costs in €/m2 usable floor area Kosten in €/m2 Nutzfläche

Aluminium

Aluminium/Timber

Timber

Aluminium

Holz/Aluminium

Holz

Investment costs Investitionskosten

Maintenance costs Wartungskosten

Cleaning costs Reinigungskosten

Energy costs Energiekosten

Residual value Restwert

Total costs Gesamtkosten

Investment costsMaintenance

costsCleaning costs Energy costs Residual value Total costs

Aluminium 352 €/m² 51 €/m² 96 €/m² 356 €/m² -4 €/m² 850 €/m²

Aluminium/Timber 386 €/m² 64 €/m² 96 €/m² 354 €/m² -1 €/m² 900 €/m²

Timber 386 €/m² 175 €/m² 96 €/m² 353 €/m² 0 €/m² 1,010 €/m²

-200 €

0 €

200 €

400 €

600 €

800 €

1,000 €

1,200 €

Co

st in

€/m

² u

sab

le f

loo

r ar

ea

Life Cycle Costs Curtain Wall (Office) over 50 years

Studie über



55

Figur 5-2: Ergebnis Lebenszykluskosten Bürogebäude – Italien

Life Cycle Costs Curtain Wall (Office)

over 50 years

Lebenszykluskosten Fassade

(Bürogebäude) über 50 Jahre


Aluminium

Aluminium/Timber

Timber

Aluminium

Holz/Aluminium

Holz







Investment costsMaintenance

costsCleaning costs Energy costs Residual value Total costs

Aluminium 318 €/m² 51 €/m² 96 €/m² 254 €/m² -4 €/m² 715 €/m²

Aluminium/Timber 352 €/m² 64 €/m² 96 €/m² 253 €/m² -1 €/m² 765 €/m²

Timber 352 €/m² 175 €/m² 96 €/m² 254 €/m² 0 €/m² 877 €/m²

-200 €

0 €

200 €

400 €

600 €

800 €

1,000 €

Co

st in

€/m

² u

sab

le f

loo

r ar

ea

Life Cycle Costs Curtain Wall (Office) over 50 years

Studie über



56

Figur 5-3: Ergebnis Lebenszykluskosten Wohngebäude – Deutschland

Life Cycle Costs Window (residential

buildings) over 50 years

Lebenszykluskosten Fenster (Wohnhaus)

über 50 Jahre


Aluminium

Aluminium/Timber

Timber

Aluminium

Holz/Aluminium

Holz







Investment costs Maintenance costs Energy costs Residual value Total costs

Aluminium 57 €/m² 25 €/m² 354 €/m² -1 €/m² 435 €/m²

PVC 33 €/m² 31 €/m² 357 €/m² 0 €/m² 421 €/m²

Aluminium/Timber 53 €/m² 28 €/m² 362 €/m² -1 €/m² 443 €/m²

Timber 41 €/m² 71 €/m² 359 €/m² 0 €/m² 471 €/m²

-100 €

0 €

100 €

200 €

300 €

400 €

500 €

Co

st in

€/m

² u

sab

le f

loo

r ar

ea

Life Cycle Costs Window (residential buildings) over 50 years

Studie über



57

Figur 5-4: Ergebnis Lebenszykluskosten Wohngebäude – Italien

Life Cycle Costs Window (residential

buildings) over 50 years

Lebenszykluskosten Fenster (Wohnhaus)

über 50 Jahre


Aluminium

Aluminium/Timber

Timber

Aluminium

Holz/Aluminium

Holz







Investment costs Maintenance costs Energy costs Resdual value Total costs

Aluminium 50 €/m² 23 €/m² 117 €/m² -1 €/m² 188 €/m²

PVC 30 €/m² 30 €/m² 118 €/m² 0 €/m² 178 €/m²

Aluminium/Timber 47 €/m² 26 €/m² 119 €/m² -1 €/m² 190 €/m²

Timber 37 €/m² 68 €/m² 118 €/m² 0 €/m² 223 €/m²

-100 €

0 €

100 €

200 €

300 €

400 €

500 €

Co

st in

€/m

² u

sab

le f

loo

r ar

ea

Life Cycle Costs Window (residential buildings) over 50 years

Studie über



58

6 LCA – Lebenszyklusbewertung

Lebenszyklusbewertung (Life Cycle Assessment, LCA) ist eine Methode der

Berechnung und Quantifizierung potenzieller Umweltfolgen von Produkten und

Diensten. Die Abläufe für die LCA sind Teil der ISO 14000

Umweltmanagementnormen. Die ISO-Norm 14040:2006 und 14044:2006 bilden den

Rahmen. Eine LCA wird in vier Phasen ausgeführt.

In der Goal- & Scope-Phase (Ziel und Umfang) werden die Funktionseinheit sowie die

Systemgrenzen und andere Einschränkungen und Annahmen definiert.

Life Cycle Inventory (Sachbilanzen) involviert die Erstellung der Bilanz von Strömen,

die in das untersuchte System hineinfließen und aus diesem heraus fließen (Material-

und Energiebilanz). Diese Bilanz wird im LCA-Softwaresystem GaBi 5.0 modelliert.

Die Life-Cycle-Impact-Assessment-Phase (Wirkungsabschätzung) der LCA befasst

sich mit der Bedeutung von potenziellen Umweltfolgen basierend auf den LCI-Fluss-

Ergebnissen. Diese Analyse wird mit dem LCA-Softwaresystem GaBi 5.0

durchgeführt.

In der Interpretationsphase werden die Ergebnisse der LCI- und LCA-Phase

zusammengefasst. In dieser Studie geschieht dies im Abschnitt 6.

Ergebnisse werden in Kategorie Indikatoren ausgedrückt, wie zum Beispiel

Treibhauspotenzial / Global Warming Potential (GWP) oder Versauerungspotenzial /

Acidification Potential (AP). Durch die Berechnung dieser Auswirkungen können

Produzenten und Konsumenten die potenziellen Umweltfolgen ihrer Produkte und

Dienste sowie die zentralen Treiber während des gesamten Lebenszyklus erfahren.

6.1 Zusammenfassung

Eine Lebenszyklusbewertung wurde durchgeführt, um die Umweltfolgen von

Fassadenfenstern zu bewerten. Das Hauptziel dieser Studie bestand darin, die

Umweltleistung von Aluminiumfenstern und verglasten Fassaden im Vergleich zu

konkurrierenden Alternativen von ihrer Entstehung bis hin zu ihrer Entsorgung zu

analysieren. Umweltindikatoren wurden mit einer LCA gemäß ISO 14044 berechnet.

Basierend auf Standardsystemen wurden mehrere Fassaden für Bürogebäude und

Doppeldrehkippfenster für Wohngebäude entweder für warme (Mittelmeerklima, in

dieser Studie als Klimazone Rom bezeichnet) oder für kalte (gemäßigtes Klima, in

dieser Studie als Klimazone Berlin bezeichnet) europäische Klimas analysiert. Die

untersuchten Systeme werden im Abschnitt 3 näher beschrieben. Die Werte für den

Energiebedarf werden im Abschnitt 4.1 detailliert. Unter Verwendung dieser Daten

wurde mit der LCA-Software GaBi 5 ein Modell erstellt und anschließend wurden dann

die unterschiedlichen Szenarien analysiert. In diesem Report wurde die ganzheitliche

Analyse für das Treibhauspotenzial (Global Warming Potential) durchgeführt, weitere

Indikatorergebnisse sind im Anhang 3 zu finden.

Die wichtigsten Erkenntnisse hinsichtlich des Treibhauspotenzials sind:

Verbindet man Fertigungs- und End-of-Life-Phasen (mit Ausnahme des

Energiebedarfs während der Nutzungsphase), zeigen die LCA-Ergebnisse, dass der

Unterschied beim Treibhauspotenzial für ein gleiches Fenstersystem in Rom und

Studie über



59

Berlin vernachlässigbar ist. Das Ergebnis sieht nicht viel anders aus, wenn man

mittlere und Good Practice für End of Life vergleicht. Wenn der Energiebedarf

während der Nutzungsphase in der LCA berücksichtigt wird, kann die gesamte

Treibhausgasemission aufgrund der besonderen Klimabedingungen bis zu 92 %

variieren.

Unter den in der LCA für diese Studie verwendeten Randbedingungen zeigen die

Ergebnisse für den gesamten Lebenszyklus der verschiedenen Fenstersysteme

ungefähr das gleiche Treibhauspotenzial von 22,4 kg CO2-äqv./m²٠a für Klimazone

Berlin und 11,6 kg CO2-äqv./m²٠a für Klimazone Rom.

Bei Analyse des Szenarios mit Good Practice für Fassaden in Berlin ist das

Treibhauspotenzial für den gesamten Lebenszyklus für die 3 analysierten Alternativen

beinahe identisch, da die Ergebnisse in einem Bereich zwischen 19,4 kg CO2-

äqv./m²٠a für die Holzfassade, 19,1 kg CO2-äqv./m²٠a für die Holz-Aluminium-

Fassade und 19,4 kg CO2-äqv./m²٠a für die Aluminiumfassade liegen. Für die

Klimazone Rom liegt das Treibhauspotenzial in einem Bereich von 16,2 kg CO2-

äqv./m²٠a für die Holzfassade, 15,7 kg CO2-äqv./m²٠a für die Holz-Aluminium-

Fassade und 16,0 kg CO2-äqv./m²٠a für die Aluminiumfassade. Wird der

Energiebedarf während der Nutzungsphase vom Ergebnis ausgenommen, erhält man

einen Unterschied von bis zu 40 % zwischen der Holz- und der Holz-Aluminium-

Fassade und 24 % zwischen der Aluminium- und Holz-Aluminium-Fassade, wobei die

Holz-Aluminium-Fassade die niedrigste Auswirkung und die Holzfassade die höchste

Auswirkung und die Aluminiumfassade eine mittlere Auswirkung haben.

Die Berechnung mit dem Szenario Mean Practice für End of Life ändert das

Gesamtergebnis nicht maßgeblich.

Der Energiebedarf während der Nutzungsphase stellt die dominierende

Umweltauswirkung bei den Ergebnissen der Lebenszyklusbewertung dar. Der Anteil

des Energiebedarfs im Gesamttreibhauspotenzial reicht bei Fassaden von 88 % in

Italien bis 93 % in Deutschland und bei Fenstern von 97 % in Italien und bis 98 %

Deutschland.

Während die GWP-Ergebnisse in den Fertigungs- und End-of-Life-Phasen zwischen

den verschiedenen analysierten Systemen anscheinend ziemlich unterschiedlich sein

können, verschwinden diese Unterschiede fast gänzlich, wenn der Beitrag der

Nutzungsphase in den LCA-Ergebnissen eingeschlossen werden. Es ist tatsächlich

so, dass der Energiebedarf des Referenzwohnraums bzw. des Referenzbüroraums

die Gesamtauswirkungen auf die Umwelt weitgehend dominiert, speziell für den

GWP-Indikator. Das heißt, dass diese Unterschiede in der Fertigungsphase und End-

of-Life-Phase aus einer LCA-Perspektive nicht bedeutend sind.

6.2 Systemgrenzen

Die Systemgrenzen wurden nach der Systembeschreibung und nach ISO 14044:2006

definiert.

Das untersuchte Produktsystem wird von der Entstehung bis hin zur Entsorgung in

einer sogenannten „Cradle-to-Grave-LCA“ bewertet. Dies bedeutet, dass die

Prozessschritte von der Fertigung der Fassaden-/Fenstersysteme bis zum End of Life

Studie über



60

(Entsorgung durch Verbrennung, auf Deponie, Recycling) erfasst werden. Es wurden

die folgenden Lebenszyklusschritte berücksichtigt:

─ Für die Fertigung der Fenster- und Fassadensysteme verwendete Materialien,

─ Montage der Fenster- und Fassadensysteme,

─ Energiebedarf während der Lebensdauer,

─ Wartung der Fenster- und Fassadensysteme (einschließlich erforderlicher

Materialien und Chemikalien)

─ End of Life, einschließlich Entsorgung auf Deponie, durch Verbrennung und

Recycling,

─ Umgang mit den im Cradle-to-Gate-System generierten Produktionsabfällen.

Ausgenommen von diesem System sind der Energiebedarf für die Montage der

Fenster-/Fassadensysteme, Zerlegung und Trennung und Transport zwischen

Lieferant, Hersteller, Baustelle uand End-of-Life-Szenarien. Diese Elemente wurden

bei den Analysen vernachlässigt, da sie sich auf die allgemeinen Ergebnisse nicht

erheblich auswirken.

Außerdem wurden Produktionsmittel, menschliche Arbeitskraft und Berufsverkehr

ausgenommen. Diese Elemente werden von den Produkt-LCAs ausgenommen, da

angenommen wird, dass sie unter die Abschneidekriterien fallen.

6.3 Funktion und Funktionseinheit

Die Funktion der Fassade besteht generell darin, die primäre luft- und wetterdichte

Hülle des Gebäudes zu liefern.

Die Fassade kann aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein, wie Holz,

Aluminium, Glas und Stahl, und kann, aber muss nicht Öffnungen enthalten.

Fassaden bei Bürogebäuden können in unterschiedlicher Weise konstruiert sein,

diese Studie konzentriert sich jedoch auf verschiedene Pfosten-Riegel-Fassaden, die

basierend auf der Erfahrung von Drees & Sommer’s als repräsentativ für den Markt

gelten.

Die Funktion eines Fensters besteht darin, eine durchsichtige bzw. lichtdurchlässige

Öffnung in einer Mauer oder Fassade zu bieten, durch die Licht und, falls nicht

geschlossen oder abgedichtet, Luft und Schall durchgehen kann.

Die Funktionseinheit in dieser Studie ist: „Quadratmeter Nutzfläche pro Jahr“.

Die Wohnraumfläche ist 25 m2 und die Büroraumfläche ist 20 m2. Die Gesamtlebens-

dauer ist 50 Jahre.

6.4 Daten

Die Daten für die Aluminiumfassade (Rom und Berlin) sowie die Daten für das

Aluminiumfenster und das PVC-Fenster (Rom und Berlin) basieren auf Daten, die von

Aluminium- und PVC-Fenster-und Fassadensystem-Unternehmen bereitgestellt

wurden.

Studie über



61

Die Aluminiumversorgung in Europa basiert auf 40 % recycltes Aluminium1. Der

Aluminium-Mix (nachfolgend bezeichnet als Aluminium-Mix.) Beschreibt die

Verwendung von Aluminium mit einem Altaluminiumanteil von 40 %, d. h.

europäischer Durchschnitt, und 60 % Primäraluminium. Primäraluminium bedeutet

die Verwendung von 100 % Primäraluminium.

Daten für PVC-Extrusionsprofil basieren auf Daten von Plastics Europe 20102. Die

verwendeten Hintergrunddaten stammen von der PE International Datenbank. 100 %

unbehandeltes (neues) PVC wurde angenommen.

Daten für die Holzfassade und das Holzfenster stammen von Studien von PE

International. Sie werden basierend auf Holzprofilen (z. B. IV68 doppelt verglaste

Fenster) berechnet, Querschnitte werden in Figur 3.3 und 3.4 gezeigt. Daten für die

Holzfassade sind dimensioniert von Drees & Sommer und berechnet basierend auf

diesen in Figur 3.8 und 3.9 gezeigten Daten (Fassade).

Die folgenden Daten enthalten die Basis für die Lebenszyklusbewertung.

6.4.1 Herstellung

Die Materialliste zeigt die Materialien, die für die erste Produktion eines Fensters oder

einer Fassade erforderlich sind, einschließlich erster Anstrich und erste Beschläge.

Raffstore und Rollladen sind nicht inbegriffen. Alle Materialien, die für die Wartung

oder den Austausch erforderlich sind, sind ausgeschlossen.

Obwohl die transparente Oberfläche eines PVC-Fensters kleiner ist als bei einem

Aluminiumfenster, hat ein PVC-Fenster aufgrund der größeren Einsetztiefe eine

größere Glasfläche als Aluminiumsysteme. Die Tabelle 6-1 zeigt die gesamte

Verglasungsfläche, die in der LCA-Berechnung berücksichtigt wurde.

Tabelle 6-1 Verglasung und transparenter Bereich von Fenstersystemen

PVC Aluminium Holz Holz-Aluminium

Glasfläche [m2] 2,82 2,78 2,64 2,59

Transparente Fläche [m2] 2,62 2,71 2,54 2,54

Tabelle 6-2 Materialliste für Aluminiumfenstersystem (Berlin und Rom)

Fenstertyp Aluminium

Klimazone Berlin Klimazone Rom

Material [Gesamt kg pro Fen-ster]

[Gesamt kg pro Fenster]

Aluminium 32,0 32,8

Holz 0 0

Stahl 0,1 0,1

EPDM 5,6 4,5

Zinkdruckguss 0,2 0,2

Glas 111,3 83,5

Lack 0 0

Pulverbeschichtung 1,9 2,0

1 Siehe http://www.alueurope.eu/aluminium-sector-in-europe-2010/ 2 „Eco-profiles oft he European Plastics Industry: PVC Profile Extrusion“, TNO, April 2010

http://www.alueurope.eu/aluminium-sector-in-europe-2010/

Studie über



62

PA 8,2 5,8

Isolationsschaumstoff (PE, PP)

0,3 0,3

PVC 0 0

Gesamt 159,6 129,2

Studie über



63

Tabelle 6-3 Materialliste für Holzfenstersystem

Fenstertyp Holz Klimazone Berlin Klimazone Rom


[Gesamt kg pro Fenster]

Aluminium 1,5 1,5

Holz 54,6 43,0

Stahl 3,3 3,3

EPDM 1,8 1,8


Glas 105,6 79,2

Lack 2,0 2,0


PA 0 0


0 0

PVC 0 0

Gesamt 169,5 131,5

Tabelle 6-4 Materialliste für Holz-Aluminium-Fenstersystem

Fenstertyp Holz-Aluminium



[Gesamt kg pro Fen-ster]

Aluminium 12,5 12,5

Holz 41,1 32,4

Stahl 4,9 4,9

EPDM 3,6 3,6


Glas 103,6 77,7

Lack 2,0 2,0


PA 0,1 0,1


0 0

PVC 0 0

Gesamt 169,2 134,6

Studie über



64

Tabelle 6-5 Materialliste für PVC-Fenstersystem

Fenstertyp PVC Klimazone Berlin Klimazone Rom


[Gesamt kg pro Fen-ster]

Aluminium 0 0

Holz 0 0

Stahl 23,0 21,7

EPDM 0 0


Glas 112,8 84,6

Lack 0 0

Pulverbeschichtung 0 0

PA 0 0


0 0

PVC 26,7 30,0

Gesamt 162,6 136,4

Tabelle 6-6 Materialliste für Aluminiumfassadensystem

Fassadentyp Aluminium Klimazone Berlin Klimazone Rom

Material [Gesamt kg pro Fas-sade]

[Gesamt kg pro Fas-sade]

Aluminium 77,6 78,0

Holz 0 0

Stahl 131,8 131,6

EPDM 15,9 12,6


Glas 205,1 205,1

Lack 0 0


PA 5,3 4,2

PVC, PP 1,9 4,6

Mineralwolle 38,5 38,5

Butylkautschuk 0 1,3

Zementplatte (Eternit) 194,3 194,3

Gipsplatte 74,7 74,7

Distanzprofil 16,8 16,8

Gesamt 767,5 767,2

Studie über



65

Tabelle 6-7 Materialliste für Holz-Aluminium-Fassadensystem

Fassadentyp Holz/Alu-minium




Aluminium 24,1 24,1

Holz 76,0 60,2

Stahl 134,2 134,2

EPDM 8,4 8,4


Glas 203,8 203,8

Lack 2,2 2,2


PA 0 0

Isolierschaumstoff (PE.PP) (Berlin)

0 0

PVC. PP (Rom) 0 0


Butylkautschuk 0 0



Distanzprofil 16,8 16,8

Gesamt 774,8 759,0

Tabelle 6-8 Materialliste für Holz-Fassadensystem

Fassadentyp Holz Klimazone Berlin Klimazone Rom



Aluminium 14,2 14,2

Holz 95,3 75,7

Stahl 133,4 133,4

EPDM 7,6 7,6


Glas 198,8 198,8

Lack 4,3 4,3


PA 0 0

Isolierschaumstoff (PE,PP)

0 0


Butylkautschuk 0 0



Distanzprofil (PP) 16,8 16,8

Gesamt 779,1 759,5

Studie über



66

6.4.2 Nutzung und Wartung

Energiewerte basieren auf dem berechneten Energiebedarf (siehe Abschnitt 4a). Der

Energiebedarf wurde unterteilt in Strombedarf und Bedarf für Wärmeenergie und

entsprechend in der GaBi-Software modelliert.

Die LCA-Berechnung wurde basierend auf den in Tabelle 6-9 und Tabelle 6-10

präsentierten Wartungs- und Austauschszenarien durchgeführt Es handelt sich hier

um die gleichen Szenarien wie die in Tabelle 5-1 präsentierten Szenarien für die

Lebenszykluskostenberechnung. Die Austausch- und Wartungsszenarien sind aus

der Tabelle ersichtlich. Nach einer bestimmten Zahl von Jahren (wie in der ersten

Spalte gezeigt) erfolgt entweder eine Wartung oder ein Austausch. Beschläge 20 %

bedeutet, dass 20 % der Beschläge bezogen auf das Gewicht ausgetauscht werden.

Nach der typischen Lebensdauer eines Fensters oder einer Fassade wird eine

komplett neue Einheit verwendet (Austausch). Holz- und PVC-Fenster werden einmal

ausgetauscht, die Holzfassade wird ebenfalls einmal ausgetauscht Da das

Drehkippfenster nach 30 Jahren ausgetauscht worden wäre und die komplette

Fassade nach 40 Jahren, wurde stattdessen die komplette Fassade nach 30 Jahren

gewechselt.

Tabelle 6-9 Wartungs- und Austauschszenarien - Fenster

Fenster

Jahr Holz (30 Jahre)*

Holz/Aluminium (50 Jahre)*

PVC (30 Jahre)*

Aluminium (50 Jahre)*

5 Lack außen

10 Lack innen Lack außen

Lack innen Beschläge 20 % Beschläge 20 %

Beschläge 20 % Beschläge 20 %

15 Lack außen




25 Lack außen

30 Austausch von Fenster

Dichtungen und Verglasung erneu-ern

Austausch von Fenster

Dichtungen und Verglasung erneu-ern

Aluminiumabdeck-profil erneuern (Fenster)

Beschläge 20 %

Beschläge 20 % Schrauben für Rahmen

Lack innen

Schrauben für Rahmen (Fenster)

35 Lack außen




Studie über



67

45 Lack außen

50 EOL EOL EOL EOL

*Typische Lebensdauer von Fenster

Tabelle 6-10 Wartungs- und Austauschszenarien - Fassade

Fassade

Jahr Holz (40 Jahre)*

Holz/Aluminium (50 Jahre)*

Aluminium (50 Jahre)*

5 Lack außen

10 Lack innen/außen Lack innen Beschläge 20 %


15 Lack außen



25 Lack außen

30 Austausch von Fas-sade

Dichtungen und Ver-glasung erneuern

Dichtungen und Ver-glasung erneuern

Aluminiumabdeckprofil erneuern (Fenster)

Beschläge 20 %

Beschläge 20 % Schrauben für Rahmen

Lack innen

Schrauben für Rahmen

35 Lack außen



45 Lack außen

50 EOL EOL EOL

*Typische Lebensdauer von Fassadensystem

6.4.3 End of Life (EoL)

Die folgenden Gebrauchsende-Szenarien wurden angenommen:

Studie über



68

Tabelle 6-11 Good Practice für End-of-Life-Szenarien

Material Sammelquote Materialrecy-clingausbeut

e

Gesamt EoL Recy-

clingquote Ersatz

Aluminium 99 % für Recycling 1 % für Deponie

98 % 97 % Primäraluminium Barren

PVC 90 % für Recycling

77 % 69 % PVC-Granulat 10 % für Deponie

Stahl

90 % für Recycling (*) 90 % 81 % Stahlknüppel

10 % für Deponie

Holz

90 % für Verbren-nung 0 % 0 %

Energierück-gewinnung 10 % für Deponie

Glas 100 % für Deponie 0 % 0 % Inertes Material

Mineralwolle 100 % für Deponie 0 % 0 % Inertes Material

Kunststoffe (PP,PA,PE)

100 % für Verbren-nung

0 % 0 % Energierück-gewinnung

Zementplatte 100 % für Deponie 0 % 0 % Inertes Material

Gipsplatte 100 % für Deponie 0 % 0 % Inertes Material

(*) Stahl ist in PVC- und Holzfenstern als Armierung präsent. Die End-of-Life-Szenarien sind daher für

PVC und Holz gleich. Es wurde angenommen, dass die End-of-Life-Szenarien für Stahlblech von

Fassaden die gleichen sind wie das Szenario für Stahlkomponenten, die als Armierung in PVC- und

Holzrahmen integriert sind. Diese Szenarien reflektieren nicht die gewöhnlich hohe Recyclingquote für

solche großen Metallteile. Diese Vereinfachung beeinträchtigt jedoch nicht den Vergleich, da alle

Fassaden fast die gleiche Menge von Stahlblech enthalten. Es wird angenommen, dass kleine

Stahlteile, wie zum Beispiel Schrauben, nicht aussortiert werden und auf der Deponie landen.

Weitere Erläuterungen zu den Annahmen für Good Practice für End-of-Life-

Szenarien, Tabelle 6-11:

Sammelquoten:

─ Die Sammelquote des Al-Fensters/der Al-Fassade ist aufgrund des hohen

Preises von Altaluminium 99 %. Fenster und Fassaden sind große Teile die als

Ganzes gesammelt werden (es entsteht kaum ein Verlust am Abrissort). Es wird

daher nur ein Verlust von 1 % Prozent durch Abriss/Ausbau angenommen. Dies

korreliert entsprechend mit unten genannten Studien.1 2

─ Die Sammelquote des PVC-Fensters ist 90%, was die beträchtlichen

Bemühungen der PVC-Produzenten, die Sammlung von alten PVC-Rahmen zu

organisieren und recycltes PVC in neues Material zu integrieren, widerspiegelt.

Die gleiche Sammelquote wird für Stahl im PVC-Fenster angenommen.

─ Für das Holzfenster und die Holzfassade sowie für das PVC-Fenster wird eine

Sammelquote von 90 % angenommen.

Recyclingausbeute (Materialien, die nicht recycelt werden, werden als auf

Deponie entsorgt angenommen):

─ Für Aluminium werden Recyclingdaten für Altaluminium von der EAA verwendet.

1 Graue Energie von Bauprodukten unter Berücksichtigung der wertkorrigierten Substitution“, EMPA, 2004 2 Collection of Aluminium from Buildings in Europe, TU Delft study for EAA , 2004

Studie über



69

─ Für PVC werden deutsche Daten von den Recyclinganlagen verwendet, eine

Recyclingausbeute von of 77 % bei PVC1 2und 96 % bei Stahl kann festgestellt

werden.

─ Die Holzrahmen werden in einer Müllverbrennungsanlage, mit der erforderlichen

Rauchgasreinigung, verbrannt (durchschnittliche europäische Technologie)3

Credits:

─ Recycltes Aluminium: substituiert Primäraluminiumbarren

─ Recycltes PVC ersetzt primäres PVC-Fenstermaterial und recyclter Stahl von den

Armierungen ersetzt Stahlknüppel. Es ist festzustellen, dass kein Korrekturfaktor

(d. h. der eine Herabstufung oder die Unfähigkeit, Primär-PVC voll zu ersetzen,

reflektieren würde) für recyceltes PVC angewandt wurde, was durchaus

optimistisch ist, da PVC Primär-PVC im Hinblick auf Ästhetik (z. B. Farbe) und

mechanische Eigenschaften nicht komplett ersetzen kann. Diese Annahme wird

andererseits wieder ausgeglichen durch die Recyclingausbeute von 77 %, die

wahrscheinlich recht niedrig ist, wenn man die jüngsten Bemühungen der PVC-

Industrie auf diesem Gebiet betrachtet.

─ Es werden keine Credits für Energierückgewinnung für Strom von auf Deponien

entsorgtem Holz berücksichtigt.

─ Credits für Energierückgewinnung von Holz und anderen Kunststoffen werden

berücksichtigt.

Tabelle 6-12 Mean Practice für End-of-Life-Szenarien

Material Sammelquote

Materialre-cy-

clingausbeute

Gesamt EoL Recy-

clingquote Ersatz

Aluminium 97 % für Recycling 3 % für Deponie

98 % 95 % Primäraluminium Barren

PVC 50 % für Recycling

50 % 25 % PVC-Granulat 50 % für Deponie

Stahl (*) 50 % für Recycling

90 % 45 % Stahlknüppel 50 % für Deponie

Holz

50 % für Verbren-nung 0 % 0 %

Energierück-gewinnung 50 % für Deponie

Glas 100 % für Deponie 0 % 0 % Inertes Material

Mineralwolle 100 % für Deponie 0 % 0 % Inertes Material

Kunststoffe (PP,PA,PE)

100 % für Verbren-nung

0 % 0 % Energierück-gewinnung

Zementplatte 100 % für Deponie 0 % 0 % Inertes Material

Gipsplatte 100 % für Deponie 0 % 0 % Inertes Material

(*) Stahl ist in PVC- und Holzfenstern in Form von Beschlag- oder

Armierungselementen präsent. Die End-of-Life-Szenarien sind daher für PVC- und

Holzprofile gleich. Es wurde angenommen, dass die End-of-Life-Szenarien für

Stahlblech von Fassaden die gleichen sind wie das Szenario für

Stahlkomponenten, die als Armierung in PVC- und Holzrahmen integriert sind.

1 Kunststofffenster Recycling in Zahlen 2011, Rewindo GmbH, 2011 2 Progress report 2013, VinylPlus, 2013 3 Waste incineration of wood products (OSB, particle board), GaBi Database documentation: http://gabi-documentation-2013.gabi-soft-ware.com/xml-data/processes/39f61d7a-9cea-4e61-b292-50ad6ee05ccc.xml

http://gabi-documentation-2013.gabi-software.com/xml-data/processes/39f61d7a-9cea-4e61-b292-50ad6ee05ccc.xml


Studie über



70

Diese Szenarien reflektieren nicht die gewöhnlich hohe Recyclingquote für solche

großen Metallteile. Diese Vereinfachung beeinträchtigt jedoch nicht den Vergleich,

da alle Fassaden fast die gleiche Menge von Stahlblech enthalten. Bei anderen

kleinen Stahlteilen (z. B. Schrauben) wird angenommen, dass sie nicht aussortiert

werden und auf der Deponie landen.

Das aktuelle End-of-Life-Szenario wird in Tabelle 6.12 (Mean Practice für End-of-

Life-Szenarien) beschrieben. Weitere Erläuterungen bezüglich der mittleren End-of-

Life-Praxis:

Sammelquoten:

─ Die Sammelquote des Al-Fensters/der Al-Fassade ist aufgrund des hohen

Preises von Altaluminium 97 %. Studien1 2 haben gezeigt, dass die Sammelquote

von Aluminiumprodukten von Abrissorten im Schnitt über 96 % lag und große

Elemente, wie Profile oder Platten, systematisch gesammelt werden. 97 % ist

daher eine realistische Annahme für Aluminiumrahmenteile.

─ Die Sammelquote bei PVC-Fenstern liegt bei 50 %, was die durchschnittliche

Situation reflektiert. Die gleiche Sammelquote wird für Stahl im PVC-Fenster

angenommen.

─ Für das Holzfenster/die Holzfassade wird das gleiche Szenario angenommen wie

für PVC.

Recyclingausbeute:

─ Für Aluminium werden Recyclingdaten für Altaluminium von der EAA verwendet,

demnach ergibt sich ein Metallverlust von 2 % bei der Schrottaufbereitung (d. h.

vorwiegend Schneiden/Zerkleinern) und beim Schmelzen.

─ Für PVC-Fenster kann eine Materialrecyclingausbeute von 50 % bei PVC und

90 % bei Stahl festgestellt werden.

─ Die Holzrahmen werden in einer Müllverbrennungsanlage, mit der erforderlichen

Rauchgasreinigung, verbrannt (durchschnittliche europäische Technologie)3

Credits:

─ Recyceltes Aluminium: substituiert Primäraluminiumbarren

─ Recyceltes PVC ersetzt primäres PVC-Fenstermaterial und recycelter Stahl von

den Armierungen ersetzt Stahlknüppel. Es ist festzustellen, dass kein

Korrekturfaktor (d. h. der eine Herabstufung oder die Unfähigkeit, Primär-PVC voll

zu ersetzen, reflektieren würde) für recyceltes PVC angewandt wurde, was

durchaus optimistisch ist, da PVC Primär-PVC im Hinblick auf Ästhetik (z. B.

Farbe) und mechanische Eigenschaften nicht komplett ersetzen kann. Die

niedrige Recyclingausbeute gleicht in gewissem Maße diese optimistische

Annahme aus.

─ Es werden keine Credits für Energierückgewinnung für Strom von auf Deponien

entsorgtem Holz berücksichtigt.

─ Credits für Energierückgewinnung von Holz und anderen Kunststoffen werden

berücksichtigt.

1 Collection of Aluminium from Buildings in Europe, TU Delft study for EAA , 2004 2 Graue Energie von Bauprodukten unter Berücksichtigung der wertkorrigierten Substitution“, EMPA, 2004 3 Waste incineration of wood products (OSB, particle board), GaBi Database documentation: http://gabi-documentation-2013.gabi-soft-ware.com/xml-data/processes/39f61d7a-9cea-4e61-b292-50ad6ee05ccc.xml



Studie über



71

6.5 Software und Datenbank

Das LCA-Modell wird mithilfe des GaBi 5 Softwaresystems für Life Cycle Engineering,

entwickelt von PE International, erstellt. Die GaBi-Datenbank liefert die Daten für Life

Cycle Inventory (Sachbilanz) für Hilfsmaterialien, Kraftstoffe und Energie vom

Hintergrundsystem.

6.6 Ergebnisse

Im folgenden Abschnitt werden die Ergebnisse beschrieben, erörtert und interpretiert.

Die Ergebnisse sind aufgrund der verwendeten Grenzbedingungen spezifisch für

diese Studie. Die Details für die Grenzbedingungen für die Nutzungsphase sind im

Abschnitt 4.2.2 zu finden. Für jede Wirkungskategorie wird der korrespondierende

Indikator pro Quadratmeter Raumfläche pro Jahr für den Büroraum oder Wohnraum

berechnet. Die Wohnraumfläche ist 25 m2 und die Büroraumfläche ist 20 m2. Die

Gesamtlebensdauer ist 50 Jahre. Die Ergebnisse umfassen Fertigung,

Nutzungsphase und End of Life. In Tabelle 6-13 unten werden die Hauptindikatoren

zusammengefasst, die in der Lebenszykluswirkungsbewertung verwendet wurden,

und die in den einzelnen Grafiken und nachfolgenden Tabellen verwendeten

Abkürzungen und Einheiten gezeigt.

Tabelle 6-13 Kategorieindikatoren gemessen, Kurzbezeichnungen und Einheiten

Verwendete

Methode Kategorieindikatoren

Kurzbezeich-

nung Einheit

CML2001

Nov. 2010 Versauerungspotenzial AP [kg SO2-Äquiv.]

CML2001

Nov. 2010 Eutrophierungspotenzial EP

[kg Phosphat-

Äquiv.]

CML2001

Nov. 2010 Treibhauspotenzial (100 Jahre) GWP [kg CO2-Äquiv.]

CML2001

Nov. 2010 Ozonabbaupotenzial ODP [kg R11-Äquiv.]

CML2001

Nov. 2010 Fotochemisches Ozonbildungspotenzial POCP [kg Ethen-Äquiv.]

Primärenergiebedarf von erneuerbaren

und nicht erneuerbaren Ressourcen

(Nettoheizwert)

PED [MJ]

Primärenergie von nicht erneuerbaren

Ressourcen (Nettoheizwert) PED nr [MJ]

Studie über



72

Tabelle 6-14 bis 6-17 zeigen das Treibhauspotenzial für Fassaden und Fenster in kg

CO2 - Äquiv. pro Quadratmeter und Jahr für gute und Mean Practice für End of Life

Szenarien. Die Ergebnisse werden unterteilt in Gesamt, Fertigung, Nutzungsphase-

Energiebedarf, Nutzungsphase-Wartung und End-of-Life. Die Ergebnistabellen für

andere Wirkungskategorien sind im Anhang 3 zu finden.

Tabelle 6-14 Treibhauspotenzial für Fassaden (Good Practice für End of Life)

Treibhauspotenzial in kg CO2-Äqv. pro qm pro Jahr (Good Practice für End of Life)

Fassaden Gesamt Fertigung Nutzung-sphase Energiebedarf

Nutzung-sphase Wartung

EoL

Holz/Aluminium

Berlin (Alu-Mix) 19,06 1,03 17,80 0,41 -0,18

Holz/Aluminium Rom

(Alu-Mix) 15,67 1,05 14,41 0,41 -0,20

Holz Berlin 19,41 1,03 17,64 0,90 -0,16

Holz Rom 16,18 1,03 14,41 0,90 -0,16

Aluminium Berlin

(Alu-Mix) 19,41 1,65 17,85 0,42 -0,51

Aluminium Rom

(Alu-Mix) 16,00 1,66 14,46 0,40 -0,52

Tabelle 6-15 Treibhauspotenzial für Fassaden (Mean Practice für End of Life)

Treibhauspotenzial in kg CO2-Äqv. pro qm pro Jahr (Mean Practice für End of Life)

Fassaden Gesamt Fertigung Nutzung-sphase Energiebedarf


EoL

Holz/Aluminium

Berlin (Alu-Mix) 19,15 1,03 17,80 0,41 -0,09

Holz/Aluminium Rom

(Alu-Mix) 15,76 1,05 14,41 0,41 -0,11

Holz Berlin 19,60 1,03 17,64 0,99 -0,07

Holz Rom 16,36 1,03 14,41 0,99 -0,07

Aluminium Berlin

(Alu-Mix) 19,50 1,65 17,85 0,42 -0,42

Aluminium Rom

(Alu-Mix) 16,10 1,66 14,46 0,40 -0,42

Für das Treibhauspotenzial von Fassadensystemen können folgende

Schlussfolgerungen gezogen werden:

Für das gleiche Fassadensystem gibt es keinen Unterschied zwischen Rom und

Berlin während der Fertigungsphase, Nutzungsphase-Wartung und End-of-Life, da

die Materialliste für die beiden Orte ziemlich gleich ist. Aufgrund des unterschiedlichen

Klimas ist das Treibhauspotenzial infolge des Energiebedarfs während der

Nutzungsphase zwischen Rom und Berlin verschieden. Für das gleiche

Studie über



73

Fassadensystem kann daher das Gesamtergebnis zwischen den beiden Orten einen

Unterschied von ungefähr 21 % aufweisen.

Über den gesamten Lebenszyklus erreicht die Holz-Aluminium-Fassade in Berlin das

niedrigste Treibhauspotenzial mit 19,06 CO2-Äqv./m²٠a (Gute-Praxis-Szenario). Für

das Szenario Good Practice und Mean Practice für End-of-Life emittiert die

Aluminiumsfassade (Aluminium-Mix) insgesamt ungefähr 1,8 % mehr CO2-Äquiv. als

die Holz-Aluminium-Fassade. Für Berlin variieren die Ergebnisse für das Mittlere-

Praxis-Szenario von 19,15 kg für die Holz-/Alu-Fassade bis 19,60 kg CO2-Äqv./m²٠a

für die Holzfassade, d. h. ein Unterschied von weniger als 3%. Dieselbe Tendenz ist

auch für den Standort Rom festzustellen. Diese Ergebnisse zeigen daher, dass das

Treibhauspotenzial der verschiedenen Fassadensysteme vorwiegend von ihren

Energieleistungen während der Nutzungsphase abhängt, während die Wirkungen

während der Fertigung und am End-of-Life-Punkt zumindest hinsichtlich des

Treibhauspotenzials ziemlich vernachlässigbar sind.

Tabelle 6-16 Treibhauspotenzial für Fenster (Good Practice für End of Life)

Tabelle 6-17 Treibhauspotenzial für Fenster (Mean Practice für End of Life)

Treibhauspotenzial in kg CO2-Äqv. pro qm pro Jahr (Good Practice für End of Life)

Fenster Gesamt Fertigung Nutzung-sphase Energiebedarf


EoL

Holz Berlin 22,54 0,13 22,19 0,18 0,04

Holz Rom 11,71 0,11 11,43 0,15 0,03

Holz/Alu Berlin 22,69 0,25 22,29 0,19 -0,04

Holz/Alu Berlin (Alu-

Mix) 22,69 0,21 22,29 0,20 -0,01

Holz/Alu Rom 11,82 0,22 11,48 0,16 -0,05

Holz/Aluminium Rom

(Alu-Mix) 11,82 0,19 11,48 0,16 -0,02

PVC Berlin 22,44 0,25 22,03 0,21 -0,05

PVC Rom 11,70 0,22 11,35 0,17 -0,05

Aluminium Berlin 22,38 0,54 21,87 0,17 -0,21

Aluminium Berlin

(Alu-Mix) 22,38 0,44 21,87 0,17 -0,12

Aluminium Rom 11,64 0,49 11,25 0,13 -0,22

Aluminium Rom

(Alu-Mix) 11,64 0,39 11,25 0,13 -0,12

Treibhauspotenzial in kg CO2-Äqv. pro qm pro Jahr (Mean Practice für End of Life)

Fenster Gesamt Fertigung

Nutzung-

sphase

Energiebedarf

Nutzung-

sphase

Wartung

EoL

Holz Berlin 22,54 0,13 22,19 0,18 0,04

Holz Rom 11,72 0,11 11,43 0,15 0,03

Holz/Alu Berlin 22,70 0,25 22,29 0,19 -0,04

Holz/Alu Berlin (Alu-

Mix) 22,70 0,21 22,29 0,20 0,00

Studie über



74

Für das Treibhauspotenzial der Fenstersysteme können folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:

Für das gleiche Fenstersystem gibt es keinen Unterschied zwischen Rom und Berlin

während der Fertigungsphase, und End of Life, da die Materialliste beider Systeme

ziemlich gleich ist. Aufgrund der unterschiedlichen Klimabedingungen ist der

Energiebedarf in Berlin viel höher als in Rom. Daher kann das gleiche System

zwischen den verschiedenen Klimabedingungen einen Unterschied bis zu 92 %

aufweisen.

Wie bei den Fassadensystemen festgestellt wurde hängt das Treibhauspotenzial über

den gesamten Lebenszyklus vorwiegend vom Standort ab und wird vom jeweiligen

Fenstertyp nur leicht beeinflusst. Zum Beispiel variieren die GWP-Ergebnisse für das

mittlere Szenario in Berlin von 22,38 CO2-Äqv./m²٠a (Alu) bis 22,70 CO2-Äqv./m²٠a

(Alu/Holz), d. h. ein Unterschied von weniger als 2 %. Die LCA-Ergebnisse für gute

und mittlere End-of-Life-Szenarien zeigen bei den Fenstern fast das gleiche

Gesamttreibhauspotenzial (GWP) an. Das System mit dem niedrigsten GWP ist das

Aluminiumfenster. Die höchste GWP-Wirkung wurde beim Holz-Aluminium-Fenster ,

mit ungefähr 1,5 % mehr als das Aluminiumfenster, festgestellt.

Figur 6-1 und 6-2 zeigen den Vergleich des Treibhauspotenzials der Fenster und

Fassaden von Berlin für GWP für gutes End-of-Life-Szenarium ohne Energiebedarf.

Figur 6-3 und 6-4 zeigen einen Treibhauspotenzial-Vergleich mit Energiebedarf.

Die „Nutzungsphase– Austausch“-Kategorie integriert sämtliche Austauscharbeiten

während der Nutzungsphase, wie zum Beispiel Beschläge, Verglasungen,

Dichtungen oder das ganze Fenster. Die Nutzungsphase-Wartung-Kategorie

integriert sämtliche Aspekte, die nicht mit dem Energiebedarf während der

Nutzungsphase Zusammenhang stehen, wie zum Beispiel Streichen.

Holz/Alu Rom 11,82 0,21 11,48 0,16 -0,04

Holz/Alu Rom (Alu-

Mix) 11,82 0,19 11,48 0,16 0,01

PVC Berlin 22,48 0,25 22,03 0,21 0,00

PVC Rom 11,74 0,22 11,35 0,17 0,00

Aluminium Berlin 22,38 0,54 21,87 0,17 -0,20

Aluminium Berlin

(Alu-Mix) 22,38 0,44 21,87 0,17 -0,11

Aluminium Rom 11,65 0,49 11,25 0,13 -0,21

Aluminium Rom

(Alu-Mix) 11,64 0,39 11,25 0,13 -0,12

Studie über



75

Figur 6-1 Vergleich für Fenster (GWP) – Fertigung, Austausch, Wartung und EoL

(Good Practice End of Life)

Comparison Windows: Global Warming po-

tential

Manufacturing, Maintenance, Replacement

and EoL per sqm per year

Vergleich Fenster: Treibhauspotenzial

Fertigung, Wartung, Austausch und EoL pro m2

und Jahr

Climate zone: Berlin Klimazone: Berlin

Kg CO2-Eqv. Kg CO2-Äqv.

Use Phase - Maintenance Nutzungsphase - Wartung

Use Phase - Replacement Nutzungsphase - Austausch

Wood Holz

Steel Stahl

Plastics Kunststoffe

Glass Glas

Aluminium Aluminium

Timber Holz

Timber/Aluminium mix. Holz/Aluminium-Mix.

PVC PVC

Aluminium mix. Aluminium-Mix.

Studie über



76

Figur 6-2 Vergleich für Fassaden (GWP) – Fertigung, Austausch, Wartung und

EoL (Good Practice End of Life)

Comparison Facades: Global Warming po-

tential

Manufacturing, Maintenance, Replacement

and EoL per sqm per year

Vergleich Fassaden: Treibhauspotenzial

Fertigung, Wartung, Austausch und EoL pro m2

und Jahr

Climate zone: Berlin Klimazone: Berlin




Wood Holz

Steel Stahl


Mineral materials Mineralstoffe

Glass Glas

Aluminium Aluminium

Timber Holz


PVC PVC


Studie über



77

Figur 6-3 Vergleich für Fenster (GWP) gesamter Lebenszyklus (Good Practice

End of Life)

Comparison Windows: Gobal Warming

Whole Life Cycle per sqm per year

Vergleich Fenster: Treibhaus

Gesamter Lebenszyklus pro m2 und Jahr





Climate Zone: Berlin Klimazone: Berlin


Use Phase - Thermal Energy Nutzungsphase - Wärmeenergie

Use Phase - Electricity Nutzungsphase - Strom



Rest as above Rest as above

Wood Holz

Steel Stahl


Glass Glas

Aluminium Aluminium

Timber Holz


PVC PVC


Studie über



78

Figur 6-4 Vergleich für Fassaden (GWP) gesamter Lebenszyklus (Good Practice

End of Life)

Das Treibhauspotenzial während der Nutzungsphase ist für alle analysierten Fenster-

und Fassadentypen dominant. Die Auswirkung des Energieverbrauchs ist in allen

Fällen um mehr als eine Größenordnung größer als für Fertigung, Wartung,

Austausch von Gebäudeelementen und End-of-Life. Die Tabellen für die anderen

Wirkungskategorien sind im Anhang 3 zu finden.









Climate Zone: Berlin Klimazone: Berlin


Use Phase - Thermal Energy Nutzungsphase - Wärmeenergie

Use Phase - Electricity Nutzungsphase - Strom



Rest as above Rest as above

Wood Holz

Steel Stahl


Mineral materials Mineralstoffe

Glass Glas

Aluminium Aluminium

Timber Holz


PVC PVC


Studie über



79

7 Ganzheitliche Fassadenbewertung

7.1 Methode

Für die ganzheitliche Fassadenbewertung werden ein typisches Wohngebäude und

ein typisches Bürogebäude betrachtet. Für die Durchführung der Fassadenbewertung

muss eine komplette Reihe von Kriterien und Indikatoren definiert werden. Hierfür

kommt ein zweistufiges Verfahren zum Einsatz.

Im ersten Schritt werden die am europäischen und internationalen Markt verwendeten

üblichen Green-Building-Bewertungssysteme (Green Building Rating Schemes) im

Hinblick auf die verwendeten Kriterien untersucht. Der Einfluss von Fassaden- und

Fensterqualität auf das Gesamtergebnis der Bewertung wird identifiziert. Schließlich

werden die wichtigsten Kriterien der Bewertungssysteme in einer Bewertungsmatrix

zusammengefasst.

Im zweiten Schritt werden weitere Kriterien identifiziert, die für die

Nachhaltigkeitsbewertung von Bedeutung sind und von der täglichen

Geschäftstüchtigkeit abgeleitet werden, und ebenfalls in der Bewertungsmatrix

zusammengefasst. Zur Übereinstimmung mit EN 15643/1 (Sustainability of

construction works / Nachhaltigkeit von Bauwerken - Sustainability assessment of

buildings / Bewertung der Nachhaltigkeit von Gebäuden) werden die ausgewählten

Kriterien in Kategorien für ökologische, ökonomische, soziale, technische und

Prozessleistung eingeteilt Schließlich wurde das DGNB-System gewählt, um unsere

Analyse durchzuführen, da es mit der Struktur von EN 15643 im Einklang steht und

LCA gemäß ISO 14040 befolgt.

Die Bewertungsmatrix wird verwendet werden, um die verschiedenen untersuchten

Rahmenmaterialien zu bewerten. Eine Gesamtbewertung wird gemäß einer

einfachen Analyse gebildet: Die Vorteile und Nachteile der untersuchten Systeme

werden systematisch hinsichtlich der unterschiedlichen Kategorien analysiert und

werden dann mit Credits bewertet: 0 (negativ), 1 (neutral) und 2 (positiv) für jede

Kriterien, mit Ausnahme des ökonomischen Indikator, der linear von der the LCC-

Analyse abgeleitet wird. Alle Credits werden zu einer einzelnen Bewertung summiert,

die mit maximalen Ergebnis von 100 % verglichen wird.

Das Prinzip der Fassadenbewertungsmethode wird in Figur 7-1 gezeigt.

Studie über



80

Figur 7-1: Fassadenbewertungsmethode

Criteria Indicators Kriterienindikatoren

Criteria set for study Kriterienreihe für Untersuchung

Assessment method based on EN

15643/1

Bewertungsmethode basierend auf EN

15643/1

Environmental Quality

Economical Quality

Social Quality

Ökologische Qualität


Soziale Qualität

Studie über



81

Overall Weighting Scheme for Cate-

gories from DGNB

Gesamtgewichtung für Kategorien von

DGNB

Technical Quality

Process Quality


Prozessqualität

Evaluation Matrix for Study Bewertungsmatrix für Studie

Credits for Criteria

0 negativ

1 neutral

2 positiv

Credits für Kriterien

0 negativ

1 neutral

2 positiv

Same weighting for each criteria

within each category

Gleiche Gewichtung für jede Kriterien

innerhalb jeder Kategorie

7.2 Einfluss von Fassaden- und Fenstersystemen auf Green-Building-

Systeme

Green Buildings nutzen unsere Ressourcen (Energie, Wasser und Materialien) in

effizienter Weise. Sie stellen gewöhnlich einen hohen allgemeinen Komfort (Wärme,

Tageslicht, Akustik, Luftqualität) für Menschen bereit und haben keine schädlichen

Wirkungen auf Gesundheit und Umwelt. Die Green Building Rating Schemes (GBRS)

sind daher eine geeignete Literaturquelle für Kriterien zur Bewertung der

Nachhaltigkeitsleistung in dieser Studie.

Die GBRS-Systeme werden von den Fassaden- und Fenstersystemen

unterschiedlich beeinflusst, weshalb mehrere Systeme untersucht werden:

─ LEED, Design and Construction, 2009,

─ BREEAM, Non-Domestic Buildings, 2011,

─ DGNB, New Office and Administrative Buildings, 2012,

─ HQE, Non-Residential Buildings, 2012.

In einem ersten Schritt wird jedes einzelne Kriterium dieser Zertifizierungssysteme

untersucht, um zu sehen ob die Fassade einen effektiven Einfluss hat oder nicht. Dies

wird ganz einfach durch ein Ja/Nein bewertet. Auf diese Weise lassen sich die

maximale Wirkung der Fassaden- und Fenstersysteme in jedem GBRS bewerten und

die wichtigen Kriterien für diese Studie identifizieren.

Im LEED-Zertifizierungssystem hat die Fassade ihre höchste Wirkung in der

Kategorie „Energie und Atmosphäre“, bei der die gesamte Gebäudesimulation

ausgeführt werden muss. In der Kategorie „Material und Ressourcen“ werden

zusätzliche Credits an Holz mit FSC/PEFC-Zertifizierung vergeben. Dieses

nachhaltige Beschaffungskriterium gilt gegenwärtig nur für Holzfassaden.

Zertifizierungssysteme für andere Materialen werden noch nicht berücksichtigt. Dies

ist für alle anderen untersuchten GBRS ähnlich.

Für die Kategorie „Umweltqualität in Innenräumen“ werden die Auslegung der

Fassade und ihre Wirkung auf den Wärmekomfort berücksichtigt. In der Kategorie

„Innovation und Gestaltung“ können Vorteile von regionalem und recycltem Material

positiv berücksichtigt werden. Rezyklierbarkeit am End of Life wird bisher noch nicht

berücksichtigt.

Studie über



82

Beim BREEAM-System wird die Lebenszykluskostenberechnung durch die Fassade

in der Kategorie „Management“ beeinflusst. Das Kriterium „Gesundheit und

Wohlbefinden“ ist vergleichbar mit der Kategorie „Umweltqualität in Innenräumen“ des

LEED-Systems. Die Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen werden

ebenfalls berücksichtigt. Die Kategorie „Energie“ ist vergleichbar mit der Kategorie

„Energie und Atmosphäre“ des LEED-Systems.

Die Energieeffizienz wird ebenfalls im Teil „Innovation“ berücksichtigt, wo die CO2-

Bilanz (Carbon Footprint) untersucht wird. Auch der optische Komfort wird

überwiegend durch die Fassade beeinflusst und daher ebenfalls berücksichtigt. Die

Wirkung der Fassade während des Lebenszyklus im Hinblick auf Emissionen und

Risiken wird im Teil „Material 1“ berücksichtigt. Hier wird die Umweltwirkung entweder

mit dem „Green Guide“ von BREEAM oder einem unabhängigen

Lebenszyklusbewertungstool bestimmt. End-of-Life-Prozesse müssen für beide Tools

berücksichtigt werden. Die Green-Guide-Bewertung für Holzfassaden ist besser als

für Aluminium. Für Wohngebäude hat PVC die gleiche Bewertung „A“ wie Aluminium

(Profil <1,08 kg/m) [05]. Dieses Ergebnis wird nicht von anderen LCA-Tools geprüft,

die für das BREEAM-System ebenfalls verwendet werden können.

Figur 7-2: Fassadeneinfluss auf jede Kategorie im LEED-System

Overview Facade Assessment in each Cri-

teria

Überblick Fassadenbewertung in jedem

Kriterium

Sustainable Sites

Water Efficiency

Energy & Atmosphere

Materials & Resources

Indoor Environmental Quality

Innovation & Design

Regional Priority

Nachhaltige Standorte

Wassereffizienz

Energie & Atmosphäre

Materialien & Ressourcen

Umweltqualität in Innenräumen

Innovation & Design

Regionale Priorität

Criteria weighting in total Kriteriengewichtung gesamt

Facade impact on criteria Fassadeneinfluss auf Kriterien

23,6%

9,1%

31,8%

12,7%13,6%

5,5%

3,6%

0,05% 0,00%

4,32%

1,05%2,23% 1,82%

0,00%0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

Sustainable Sites Water Efficiency Energy & Atmosphere

Materials & Resources

Indoor Environmental

Quality

Innovation & Design

Regional Priority

Overview Façade Assessment in each Criteria

Criteria weighting in total system Façade impact on criteria

Studie über



83

Figur 7-3: Fassadeneinfluss auf jede Kategorie im BREEAM-System

Overview Facade Assessment in each

Criteria


Kriterium

Management

Health & Wellbeing

Energy

Transport

Water

Materials

Waste

Pollution

Land Use & Ecology

Innovation

Management

Gesundheit & Wohlbefinden

Energie

Transport

Wasser

Materialien

Abfall

Verschmutzung

Landnutzung & Ökologie

Innovation



Beim DGNB-System sind zusätzliche Kriterien mit Wirkung auf die Fassade die

Gesamtlebenszyklusbewertung sowie Lärm und akustischer Komfort. Die

ökologische Leistung des Gebäudes unter Anwendung der Lebenszyklusbewertung

(LCA) von Fertigung, Nutzungsphase und End-of-Life wird für diese Studie ebenfalls

verwendet, da diese Methode die fortschrittlichste Bewertungsmethode auf diesem

Gebiet ist, siehe Abschnitt 6. Die Methode basiert außerdem auf den geltenden

europäischen Vorschriften und dem jetzigen Wissensstand.

Alle anderen Wirkungen sind ähnlich zu den bereits erwähnten Kriterien.

Das HQE-System betrachtet ebenfalls die bereits erwähnten Kriterien.

Rezyklierbarkeit am End of Life wird bisher noch nicht bewertet.

12,0%

15,0%

19,0%

8,0%

6,0%

12,5%

7,5%

10,0% 10,0% 10,0%

1,19%

3,99%

2,97%

0,00% 0,00%0,63% 0,27% 0,00% 0,00%

1,95%

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

18%

20%

Management Health & Wellbeing

Energy Transport Water Materials Waste Pollution Land Use & Ecology

Innovation



Studie über



84

Figur 7-4: Fassadeneinfluss auf jede Kategorie im DGNB-System

Overview Facade Assessment in each Cri-

teria


Kriterium

Ecological Footprint

Economical Quality

Sociocultural and functional quality

Technical quality

Process quality

Ökologischer Fußabdruck


Soziokulturelle und funktionale Qualität


Prozessqualität



22,5% 22,5% 22,5% 22,5%

10,0%

3,24%1,69%

3,37%4,44%

0,58%0%

5%

10%

15%

20%

25%

Ecological Footprint Economical Quality Sociocultural and functional quality

Technical quality Process quality



Studie über



85

Figur 7-5: Fassadeneinfluss auf jede Kategorie im HQE-System

Overview Facade Assessment in

each Criteria


Kriterium

Target 1 ... Ziel 1 ...

Relationship environment

Adaptability building

Energy management

Water management

Waste management

Maintenance and durability

Hygrothermal comfort

Acoustic comfort

Visual comfort

Olfactory comfort

Health quality spaces

Health quality air

Health quality water

Beziehung Umwelt

Anpassungsfähigkeit Gebäude

Energiemanagement

Wassermanagement

Abfallmanagement

Wartung und Haltbarkeit

Hydrothermaler Komfort

Akustischer Komfort

Optischer Komfort

Olfaktorischer Komfort

Gesundheitsqualität Räume

Gesundheitsqualität Luft

Gesundheitsqualität Wasser

Criteria weighting in total

Facade impact on criteria

Kriteriengewichtung gesamt

Fassadeneinfluss auf Kriterien

Der übliche maximale Einfluss der Fassade in allen Bewertungssystemen liegt bei

ungefähr 10 %. Es gibt viele Kriterien, die recht ähnlich sind, die Indikatoren,

Methoden und die Gewichtung sind jedoch verschieden. Alle wichtigen Kriterien für

Fassaden und Fenster werden in einer Bewertungsmatrix zusammengefasst, welche

4,17% 4,17% 4,17%

25,00%

4,17% 4,17% 4,17%

6,25% 6,25% 6,25% 6,25%

8,33% 8,33% 8,33%

0,09%0,59%

0,06%

5,00%

0,00% 0,00% 0,14%1,02%

0,00%0,57%

0,00% 0,00%0,64%

0,00%0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

Target 1: Relationship environment

Target 2: Adaptability

building

Target 3: Impact

worksite

Target 4: Energy

management

Target 5: Water

management

Target 6: Waste

management

Target 7: Maintenance and durability

Target 8: Hygrothermal

comfort

Target 9: Acoustic comfort

Target 10: Visual comfort

Target 11: Olfactory comfort

Target 12: Health quality

spaces


air


water



Studie über



86

die Basis bildet, die verwendet wird, um die Profilmaterialien dieser Studie zu

bewerten.

Figur 7-6: Vollständige Ergebnisse der Bewertung für alle untersuchten

Green-Building-Systeme


total System - LEED


total System - BREEM


total System - DGNB


total System - HQE

Überblick Fassadenbewertung im gesamten

System - LEED


System - BREEM


System - DGNB


System - HQE

Total weighting of system

Facade impact

Gesamtgewichtung von System

Fassadeneinfluss

7.3 Bewertungsmatrix (ganzheitliche Fassadenbewertung)

Alle identifizierten Kriterien im Abschnitt 7.2 mit Einfluss auf die Fassade und das

Fenster sowie weitere Kriterien aus der gängigen Praxis im Immobiliensektor werden

in einer Bewertungsmatrix zusammengefasst, die für diese Studie verwendet wird.

Für jede im Abschnitt 3 beschriebene Konstruktion wird jedes Kriterium für die

100%

9,45%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Total

Overview Façade Assessment in total System - LEED

Total weighting of system Façade impact

100%

10%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Total

Overview Façade Assessment in total System - BREEAM


100%

13,32%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Total

Overview Façade Assessment in total System-DGNB


100%

8,1%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Total

Overview Façade Assessment in total System-HQE


Studie über



87

Bewertung verwendet. Außerdem werden eine typische und ein Best Practice-

Konstruktion berücksichtigt, um die mögliche mittlere und maximale Wirkung der

Materialprodukte zu zeigen. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden in einer

Matrix für Büro- und Wohngebäude zusammengefasst. Sämtliche Kriterien sind

gemäß EN 15643/1 in Kategorien geordnet (Sustainability of construction works /

Nachhaltigkeit von Bauwerken - Sustainability assessment of buildings / Bewertung

der Nachhaltigkeit von Gebäuden:

─ Ökologische Qualität 22,5 %

─ Ökonomische Qualität 22,5 %

─ Soziale Qualität 22,5 %

─ Technische Qualität 22,5 %

─ Prozessqualität 10 %

Die Kategorien werden neben der Prozessqualität gleich bewertet. Der Grund dafür

ist, dass davon ausgegangen wird, dass Prozesskriterien einen geringeren Einfluss

auf die endgültige Produktleistung haben als die anderen Kategorien.

Abgesehen von der ökonomischen Qualität werden mehrere spezifische

Leistungskriterien innerhalb jeder Kategorie analysiert und eine Bewertung von 2, 1

oder 0 gemäß dieser Analyse verliehen:

─ Eine negative Bewertung ergibt → 0 Credit

─ Eine neutrale Bewertung ergibt → 1 Credit

─ Eine positive Bewertung ergibt → 2 Credits

Innerhalb einer Kategorie werden dann alle Credits zusammengefasst und in einen

Prozentwert gemäß dem Gewicht der Kategorie konvertiert. So besteht zum Beispiel

die ökologische Qualität aus 4 verschiedenen Kriterien (d. h. LCA, lokales Risiko,

nachhaltige Nutzung von Ressourcen, Energiebedarf), was bedeutet, dass die

maximale Bewertung 8 Credits entspricht. 8 Credits ergeben somit 22,5 % während

7 Credits 7/8 von 22,5 %, d. h. 19,7 %, wären. Die Prozentwerte von jeder Kategorie

werden dann zusammengezählt, um die Gesamtbewertung zu erhalten.

Für die ökonomische Qualität ist die Credits-Bewertung kein schrittweises Verfahren,

da diese Kategorie ausschließlich auf den LCC-Ergebnissen basiert, die recht

begrenzte Unterschiede zwischen den einzelnen Systemen zeigen. Die schrittweise

Credits-Bewertung, die bei anderen Kategorien angewandt wird, würde dann die

endgültigen Ergebnisse erheblich beeinflussen, da die Unterschiede recht begrenzt

sind d. h. in den LCC-Ergebnissen wird ein maximaler Unterschied von 20 %

festgestellt. Die Credits-Bewertung für die ökonomische Qualität verwendet

stattdessen einen linearen Gewichtungsprozess, bei dem das billigste System einen

Credit von 2 erhält und die anderen Optionen einen Diskontsatz proportional zum

Prozentwert der LCC-Erhöhung erhalten. Zum Beispiel wenn ein alternatives System

20 % teurer ist, erhält des 80 % der Credits, d. h. 1,6 von 2. Bei einer Preiserhöhung

von mehr als 100 % bleibt der Credit 0. Der Standort Berlin wurde als Referenz für

derartige Berechnungen gewählt.

Studie über



88

7.4 Beschreibung der Kriterienbewertung

7.4.1 Ökologische Qualität

1.1 - Lebenszyklusbewertung - Umweltfolgen

Die Bewertung basiert auf den LCA-Ergebnissen in Abschnitt 6. Das Fassaden- und

Fenstersystem mit dem besten Ergebnis erhält zwei Credits. Das System mit 2 bis

4% GWP als die niedrigste Wirkung erhält einen Credit. System mit 4% oder mehr

GWP als niedrigste Wirkung erhält keinen Credit. Jedes System, Fassade und

Fenster, wird getrennt voneinander bewertet.

Fassadensystem:

Aluminiumsfassade (Aluminium-Mix.) und Holzfassade erreichen ein

Treibhauspotenzial von 19,41 kg CO2Äqv./m²٠a (1,8% höher als Holz-Aluminium

Fassade) und Holz-Aluminium 19,06 kg CO2Äqv./m²٠a , womit alle Fassadensysteme

zwei Credits erhalten.

Fenstersystem:

Aluminiumfenster hat ein Treibhauspotenzial von 22,38 kg CO2Äqv./m²٠a , wogegen

PVC-Fenster ein Treibhauspotenzial von 22,44 kg CO2Äqv./m²٠a hat (0,3% höher als

Aluminiumfenster window), Holzfenster 22,54 kg CO2Äqv./m²٠a (0,7% höher als

Aluminiumfenster) und Holz-Aluminium 22,69 kg CO2Äqv./m²٠a (1,4% höher als

Aluminiumfenster), womit alle Fenstersysteme zwei Credits erhalten.

Diese gleichmäßige Bewertung für alle Typen von Systemen bestätigt, dass eine

Differenzierung zwischen den einzelnen Systemen auf ökologischer Ebene nicht

sinnvoll ist, da schließlich die Nutzungsphase, insbesondere für den GWP-Indikator,

immer noch am bedeutendsten ist.

Nähere Informationen dazu finden Sie im Abschnitt 6.

1.2 - Risiken für die lokale Umwelt

Gewisse Materialien, Bauprodukte und Zubereitungen, die gefährliche Substanzen

enthalten, können eine Gefahr für den Boden, die Luft, das Grundwasser und

Oberflächenwasser sowie die menschliche Gesundheit, Flora und Fauna erstellen.

Um die Gefahren für die menschliche Gesundheit und die lokale Umwelt zu

minimieren, sollten Materialien und Bauprodukte, die gefährliche Substanzen

enthalten, vermieden oder ersetzt werden. Durch dieses Kriterium werden nur

Material- und Produktinhalte bewertet. Ökologische und humantoxikologische

Wirkung kann noch nicht angewandt werden.

Als Best Practicewird typischerweise eine Pulverbeschichtung für

Aluminiumsbeschichtung und Eloxalschichten verwendet. Beide Alternativen sind frei

von Chrom-VI [06] und Aluminiumssysteme werden mit einem Credit bewertet.

PVC-Systeme enthalten hauptsächlich Calcium und Zink als Stabilisatoren und

werden einem Credit bewertet.

Studie über



89

Holz enthält typischerweise Biozide und Lösungsmittel mit längeren

Emissionsabklingzeiten (kein Credit). Bei bester Praxis werden Inhalte mit geringer

Toxizität verwendet, was einen Credit ergibt.

Ein weiterer Credit bezieht sich auf die Toxizitätbewertung während der

Nutzungsphase. Aluminium- und PVC-Systeme müssen nicht gestrichen werden,

während Holzsysteme regelmäßig gestrichen werden müssen, wobei gewisse

toxische Emissionen generiert werden. PVC und Aluminium erhalten daher einen

Credit, während Holz keinen Credit erhält. Bei Best practice für Holz gibt es einen

Credit, sofern Farben ohne toxische Emissionen verwendet werden.

1.3 - Nachhaltige Nutzung von Ressourcen

- Holz (typisch: 1, beste Praxis: 2): Aus einer Beschaffungsperspektive scheint Holz

ein nachhaltiges Material zu sein, da es nachwächst. Die breite Verwendung von

zertifiziertem Holz, z. B. Forest Stewardship Council (FSC) und Programme for the

Endorsement of Forest Certification Systeme (PEFC) und die Bewirtschaftung von

Forstflächen in Europa in den vergangenen Jahren zeigen effektiv eine nachhaltige

Bewirtschaftung der Holzressourcen [08]. Aus einer End-of-Life-Perspektive landen

aber viele Holzprofile immer noch ohne Behandlung auf Deponien [07]. Aus diesem

Grund erhalten Holzprofile für die Mean Practice einen Credit. Bei bester Praxis

sollten Holzrahmen am End-of-Life-Punkt gesammelt und behandelt werden (z. B. für

Energierückgewinnung), wofür zwei Credits verliehen werden.

- Aluminium (typisch: 1, beste Praxis: 2): Die Produktion von Primäraluminium ist

energieintensiv. Obwohl Aluminiumrecycling sehr effizient ist, gibt es heute immer

noch einen großen Anteil an Aluminium, das von Primärquellen stammt, was auf die

unzureichende Verfügbarkeit von Altaluminium zurückzuführen ist. Aus einer

Beschaffungsperspektive ist bei Aluminium die Energieintensität bei der

Primärproduktion zu beklagen. Aus der End of Life Perspektive lässt sich jedoch

sagen, dass Aluminiumrahmen heute systematisch zu neuen Aluminiumprodukten

verwertet werden. Aluminiumprofile haben derzeit eine Sammelquote von nahezu

100%, was auf ihren hohen ökonomischen Wert und ihre Tauglichkeit für effizientes

Recycling zurückzuführen ist. Aus diesem Grund erhält Aluminium bei typischem

Szenario einen Credit. Bei bester Praxis wird eine Bewertung von zwei Credit

verliehen, um optimierte Praktiken im Hinblick auf Recycling und

Aluminiumbeschaffung zu reflektieren.

- PVC (typisch: 0, beste Praxis: 1): Die PVC-Produktion ist ein ziemlich

energieintensiver Prozess, basierend auf nicht erneuerbaren Rohstoffen,

insbesondere Rohöl. Außerdem kann durch recyceltes PVC neues unbehandeltes

PVC nicht vollkommen ersetzt werden. Für die Fertigung von neuen Profilen muss

zum Beispiel recyceltes PVC mit neuem PVC eingekapselt, hauptsächlich aus

ästhetischen Gründen. Darüber hinaus entgeht ein erheblicher Anteil der PVC-

Rahmen heute immer noch den Sammelprogrammen, die von der PVC-Industrie

implementiert und gefördert werden. Dem typischen PVC-System wird daher eine

schlechte Nachhaltigkeit im Hinblick auf Ressourcen mit 0 Credits zugeschrieben,

während für die Best Practice ein Credit verliehen wird, bei der das PVC am End-of-

Life zwecks Recycling eingesammelt wird.

Studie über



90

1.4 - Energiebedarf

Der Energiebedarf wird im Kapitel 4 bestimmt. Alle Materialien erhalten zwei Credits,

da sämtliche berechnete Energiebedarfe eine vergleichbare Leistung aufweisen.


Studie über



91

7.4.2 Ökonomische Qualität – Lebenszykluskosten LCC

Die Lebenszykluskosten werden im Kapitel 5 bestimmt. Das Material mit den

niedrigsten LCC erhält 100 % der Bewertung, während die anderen Materialien eine

Bewertung erhalten, die entsprechend ihrem jeweiligen LCC-Ergebnis im Vergleich

zur besten Bewertung reduziert ist. Zum Beispiel wenn ein System 20 % teurer ist als

das System mit den niedrigsten LCC, erhält des 80 % (100 %-20 %) der

Höchstwertung. Bei mehr als 100 % Erhöhung der LCC bleibt der Credit 0 %, d. h.

kein Credit.

Fassadensystem (Berlin):

Aluminiumfassade erhält eine Wertung von 2 (100 %, d. h. 846 €/m²), wogegen Holz-

Aluminium-Fassade eine Wertung von 1,9 erhält, da 898 €/m² 6% höher ist als von

Aluminiumfassade, und Holzfassade erhält 1,6, da 1010 €/m² 19% höher ist als

Aluminiumsfassade.

Fenstersystem (Berlin):

PVC-Fenster erhält eine Wertung von 2 (100 %, d. h. 421 €/m2) während

Aluminiumfenster eine Wertung von 1,92 erhält, da 435 €/m² 3 % höher ist als PVC-

Fenster. Holzfenster erhält 1,76 mit LCC-Kosten von 471 €/m² und Holz-Aluminium

erhält eine Wertung von 1,88 mit LCC von 443 €/m².


7.4.3 Soziale Qualität

3.1 - Wärmekomfort

Der Wärmekomfort wird im Kapitel 4.2.3 bestimmt. Alle Materialien erhalten zwei

Credits, da alle erzielten Komfortkategorien ähnlich sind. Nähere Informationen dazu

finden Sie im Abschnitt 4.2.3.

3.2 - Raumluftqualität

Für dieses Kriterium werden die gesundheitsschädlichen Emissionen der

unterschiedlichen Rahmen nach der Bauphase des Gebäudes bewertet.

Aluminiumpulverbeschichtung enthält keine gefährlichen Substanzen [06, 09 und 10],

daher wird ein Credit verliehen. Holz muss typischerweise gestrichen werden und mit

Bioziden und Lösungsmitteln behandelt werden, was mit längeren

Emissionsabklingzeiten verbunden ist (kein Credit). PVC emittiert keine gefährlichen

Substanzen, wofür ein Credit verliehen wird.

Darüber hinaus werden die Lüftungsleistungen der Räume bewertet. Die Lüftungsrate

wird durch mechanische Lüftung und öffnende Fenster, unabhängig vom

Rahmenmaterial, gewährleistet. Aus diesem Grund erhält jede Konstruktion einen

zusätzlichen Credit.

3.3. - Optischer Komfort

Der optische Komfort ist vom Fensterverhältnis des gesamten Gebäudes und der

Tiefe des Raumes abhängig. Die Profiltiefe und die Profilbreite sind die einzigen

Studie über



92

Charakteristiken der Fassade, die einen geringen Einfluss auf das Tageslicht haben.

Die Aluminiumfassade hat generell Profile mit einer geringeren Tiefe als Holzprofile

(40-50 mm weniger). Der Einfluss von 40-50 mm geringerer Tiefe auf die optischen

Aspekte ist vernachlässigbar.

Sämtliche untersuchten Räume erzielen die höchste Kategorie für optischen Komfort

und aus diesem Grund erhalten alle Rahmen zwei Credits.

3.4 - Auslegung und Design / Nutzerkomfort / Ästhetik

Durch dieses Kriterium werden Gestaltungsvielfalt, Flexibilität, Nutzerkomfort und

Ästhetik bewertet.

Aluminium bietet hohe Gestaltungsflexibilität, Ästhetik und hohen Nutzungskomfort

für den Benutzer, wofür zwei Credits verliehen werden. Holz besitzt eine begrenzte

Gestaltungsflexibilität und einen geringeren Nutzungskomfort, wofür ein Credit

verliehen wird. PVC besitzt eine gute Gestaltungsflexibilität und Ästhetik, begrenzt für

spezielle Konstruktionen, wofür ein Credit verliehen wird.

7.4.4 Technische Qualität

4.1 - Brandsicherheit

Für die Bewertung der Brandsicherheit werden Brennbarkeit, Rauchbildung und

Abtropfen gemäß EN 13501-1 und DIN 4102-1 betrachtet. Aluminium erfüllt sämtliche

Brandsicherheitsanforderungen auf höchstem Niveau (Reaktion auf Brandklasse A1).

Holz und PVC sind brennbar (Klasse B) und entwickeln im Brandfall Rauch.

Aluminium erhält daher zwei Credits, Holz und PVC ein Credit.

4.2 - Schallschutz

Durch dieses Kriterium wird der Schallschutz gegen Umgebungsluft und die

Schalldämmung an Flanken bewertet. Der Schallschutz gegen Umgebungsluft ist

stark vom Glas abhängig, da der Rahmen nur einen kleinen Teil der gesamten

Fassade ausmacht. Zwischen den Materialien konnte nur ein kleiner technischer

Unterschied festgestellt werden.

Schalldämmung der Aluminiumflanke, bei Best Practice, kann durch Stahleinsätze bis

auf 52 dB verbessert werden. Dieser Wert reicht zur Erfüllung der höchsten

Anforderungen aus, d. h. geschützte Räume. Die Aluminiumfassade erhält dabei, bei

bester Praxis, zwei Credits. Alle anderen Fassadensysteme werden mit einem Credit

bewertet.

Die Schalldämmung von Flanken ist nur bei Bürogebäuden wichtig, da in

Wohngebäuden keine Fenster an den Flanken positioniert werden. Sämtliche

Fenstersysteme erhalten zwei Credits.

1 Entscheidung 94/611/EG und 96/603/EG der Europäischen Kommission

Studie über



93

4.3 - Qualität der Gebäudehülle bezüglich Hitze und Feuchtigkeit

Die Qualität der Gebäudehülle bezüglich Wärmedurchgang, Wärmebrücken,

Luftdurchlässigkeit, Kompensation an der Innenseite der Struktur und Sonnen-

/Hitzeschutz wird hauptsächlich im Kapitel 4 beschrieben. Jeder untersuchte Raum

erzielt die höchste Leistung und aus diesem Grund erhalten alle Rahmen zwei

Credits.

4.4. - Leichtigkeit von Abriss und Recycling

Für dieses Kriterium wird der Aufwand für den Ausbau/Abriss bewertet.

Die Analyse zeigte, dass der Aufwand für den Ausbau/Abriss und das Sortieren in

einzelne Grundelemente nicht vom Rahmen Material, sondern von der jeweiligen

Konstruktion abhängig ist. Sämtliche Fassaden- und Fenstersysteme weisen

zufriedenstellende Möglichkeiten für den Ausbau/Abriss auf. Wie bereits erwähnt

weisen Aluminiumrahmen eine bessere Rezyklierbarkeit auf als PVC- oder

Holzrahmen. Die Überlegenheit von Al-Rahmen wurde bereits in 1.3 dargelegt. Aus

diesem Grund wird jedem System ein Credit für die typischen und besten Praxis

Szenarien verliehen, mit Ausnahme von Aluminiumfenstern und Aluminiumfassaden,

die zwei Credits für das beste Praxisszenario erhalten, wofür eine komplett optimierte

Auslegung für effizienten Ausbau/Abriss und Recycling vorausgesetzt wird.

7.4.5 Prozessqualität

5.1 - Optimale Nutzung und optimales Management

Aluminium ist ein formbeständiges, korrosionsfestes und strapazierfähiges Material.

Dies führt daher zu einem sehr geringen Wartungsaufwand, wofür Fassaden- und

Fenstersysteme aus Aluminium zwei Credits erhalten.

Holzfenster müssen alle fünf Jahre neu gestrichen werden, um die erwartete

Lebensdauer gewährleisten, während Holz-Aluminium-Fenster weniger kritisch ist,

obwohl es dennoch einen größeren Wartungsaufwand als das Aluminiumsystem hat.

Ein Credit wird dem Holz-Aluminium-Fenster verliehen und das Holzfenster erhält

kein Credit. Im Hinblick auf den Wartungsaufwand für Fassadensysteme ist bei

Holzfassaden ein Nachteil feststellen, wofür ein Credit verliehen wird.

Das PVC-System ist aufgrund Alterungseffekte fehleranfälliger und hat eine geringere

strapazierfähigkeit als Aluminium [02], wofür ein Credit verliehen wird.

5.2 - Baustelle /Prozess

Für dieses Kriterium werden die Möglichkeiten, Abfall, Lärm und Staub auf der

Baustelle zu reduzieren, bewertet, wofür ein Credit verliehen wird. Der zweite Credit

wird für den Bauaufwand und die Baudauer verliehen.

Unsere Analyse der verschiedenen Materialien zeigt keinen großen Unterschied im

Hinblick auf diese Kriterien und aus diesem Grund werden alle Fassaden- und

Fenstersysteme mit zwei Credits bewertet.

Studie über



94

5.3 - Materialbeschaffung

Im Hinblick auf die Materialbeschaffung für ein Bauvorhaben ist bei Holzfassaden

gemäß unserer praktischen Erfahrung generell mit längeren Lieferzeiten zu rechnen,

insbesondere bei größeren Projekten. Aluminiumfassade erhält zwei Credits und

Holz- und Holz-Aluminium-Fassade erhalten ein Credit.

Sämtliche Fenstersysteme erhalten aufgrund ihrer hohen Verfügbarkeit am Markt

zwei Credits.

Studie über



95

7.4.6 Bewertungsmatrix – Ergebnisse

Tabelle 7-:1 Ergebnisse Bewertung Fassadensystem – Büro

Fassadensysteme

Aluminium Aluminium-Holz Holz

typisch beste Praxis


typisch beste

Praxis

1 Ökologische Qualität

1.1. Lebenszyklusbewertung - Umweltfolgen aufgrund von Emissionen

2 2 2 2 2 2

1.2. Risiken für die lokale Umwelt 2 2 1 2 1 2

1.3. Nachhaltige Nutzung von Ressourcen

1 2 1 2 1 2

1.4. Energiebedarf 2 2 2 2 2 2

2 Ökonomische Qualität

2.1. Gebäudebezogene Le-benszykluskosten

2,0 2,0 1,9 1,9 1,6 1,6

3 Soziale Qualität

3.1. Wärmekomfort 2 2 2 2 2 2

3.2. Raumluftqualität 2 2 1 2 1 2

3.3. Optischer Komfort 2 2 2 2 2 2

3.4. Auslegung und Design / Nutzerkomfort / Ästhetik

2 2 2 2 2 2

4 Technische Qualität

4.1. Brandsicherheit 2 2 1 1 1 1

4.2 Schallschutz 1 2 1 1 1 1

4.3. Qualität der Gebäudehülle bezüglich Hitze und Feuchtigkeit

2 2 2 2 2 2

4.4. Leichtigkeit von Abriss und Recycling

1 2 1 1 1 1

5 Prozessqualität

5.1. Schaffung von Bedingungen für optimale Nutzung und optimales Management

2 2 2 2 1 1

5.2. Baustelle /Prozess 2 2 2 2 2 2

5.3. Materialbeschaffung 2 2 1 1 1 1

Gesamtergebnis

1 Ökologische Qualität 7 8 6 8 6 8

2 Ökonomische Qualität 2,0 2,0 1,9 1,9 1,6 1,6

3 Soziale Qualität 8 8 7 8 7 8

4 Technische Qualität 6 8 5 5 5 5

5 Prozessqualität 6 6 5 5 4 4

Prozentzahlen

Ökologischer Fußabdruck 19,7 % 22,5 % 16,9 % 22,5 % 16,9 % 22,5 %

Ökonomische Qualität 22,5 % 22,5 % 21,1 % 21,1 % 18,3 % 18,3 %

Soziale Qualität 22,5 % 22,5 % 19,7 % 22,5 % 19,7 % 22,5 %

Technische Qualität 16,9 % 22,5 % 14,1 % 14,1 % 14,1 % 14,1 %

Prozessqualität 10,0 % 10,0 % 8,3 % 8,3 % 6,7 % 6,7 %

Gesamt 91,6 % 100,0 % 80,1 % 88,5 % 75,6 % 84,0 %

Studie über



96

Figur 7-7: Ergebnisse Bewertung Fassadensystem – Fassade Bürohaus

Holistic facade assessment - curtain wall

(office)

Ganzheitliche Fassadenbewertung - Fassade

(Büro)














Studie über



97

Tabelle 7-:2 Ergebnisse Bewertung Fenster – Wohnbau

Fenstersysteme

Aluminium Aluminium-Holz Holz PVC





1 Ökologische Qualität

1.1. Lebenszyklusbewertung - Umweltfolgen aufgrund von Emissionen

2 2 2 2 2 2 2 2

1.2. Risiken für die lokale Umwelt 2 2 1 2 1 2 2 2

1.3. Nachhaltige Nutzung von Ressourcen

1 2 1 2 1 2 0 1

1.4. Energiebedarf 2 2 2 2 2 2 2 2

2 Ökonomische Qualität

2.1. Gebäudebezogene Le-benszykluskosten

1,92 1,92 1,88 1,88 1,76 1,76 2 2

3 Soziale Qualität

3.1. Wärmekomfort 2 2 2 2 2 2 2 2

3.2. Raumluftqualität 2 2 1 2 1 2 2 2

3.3. Optischer Komfort 2 2 2 2 2 2 2 2

3.4. Auslegung und Design / Nutzerkomfort / Ästhetik

2 2 2 2 2 2 1 1

4 Technische Qualität

4.1. Brandsicherheit 2 2 1 1 1 1 1 1

4.2 Schallschutz 2 2 2 2 2 2 2 2

4.3. Qualität der Gebäudehülle bezüglich Hitze und Feuchtigkeit

2 2 2 2 2 2 2 2

4.4. Leichtigkeit von Abriss und Recycling

1 2 1 1 1 1 1 1

5 Prozessqualität

5.1. Schaffung von Bedingungen für optimale Nutzung und optimales Management

2 2 1 1 1 1 1 1

5.2. Baustelle /Prozess 2 2 2 2 2 2 2 2

5.3. Materialbeschaffung 2 2 2 2 2 2 2 2

Gesamtergebnis

1 Ökologische Qualität 7 8 6 8 6 8 6 7

2 Ökonomische Qualität 1,92 1,92 1,88 1,88 1,76 1,76 2 2

3 Soziale Qualität 8 8 7 8 7 8 7 7

4 Technische Qualität 7 8 6 6 6 6 6 6

5 Prozessqualität 6 6 5 5 5 5 5 5

Prozentzahlen

1 Ökologische Qualität 19,7 % 22,5 % 16,9 % 22,5 % 16,9 % 22,5 % 16,9 % 19,7 %

2 Ökonomische Qualität 21,6 % 21,6 % 21,2 % 21,2 % 19,8 % 19,8 % 22,5 % 22,5 %

3 Soziale Qualität 22,5 % 22,5 % 19,7 % 22,5 % 19,7 % 22,5 % 19,7 % 19,7 %

4 Technische Qualität 19,7 % 22,5 % 16,9 % 16,9 % 16,9 % 16,9 % 16,9 % 16,9 %

5 Prozessqualität 10,0 % 10,0 % 8,3 % 8,3 % 8,3 % 8,3 % 8,3 % 8,3 %

Gesamt 93,4 % 99,1 % 82,9 % 91,4 % 81,6 % 90,0 % 84,3 % 87,1 %

Studie über



98

Figur 7-8: Ergebnisse Bewertung Fenster – Wohnbau

Holistic facade assessment - Housing

Window

Ganzheitliche Fassadenbewertung - Woh-

nungsfenster














7.5 Empfehlungen für Green-Building-Bewertungssysteme

Die Analyse der gängigen Green Building Rating Systeme sowie unsere praktische

Erfahrung mit Fassaden geben uns die Möglichkeit, offene Fragen klären, die von den

Zertifizierungsinstituten zusätzlich adressiert werden könnten. Folgende Empfeh-

lungen können von der Studie abgeleitet werden:

─ Definieren von Methode für Lebenszyklusbewertung (LCA): Bei den Green

Building Rating Systemen werden verschiedene Methoden verwendet, um die

Umweltleistung von Gebäuden zu bewerten. Die Indikatoren und Methoden sind

meist unterteilt in Produktionsphase, Nutzungsphase und End-of-Life-Phase oder

Wiederverwendungsphase (BREEAM, LEED und HQE). Außerdem werden neue

Leistungsindikatoren geschaffen (z. B. Green Guide), die in Umweltbewertungen

einfließen und die für den Markt nicht klar sind. Zum Beispiel werden in

Studie über



99

BREEAM’s Green Guide Aluminiumprofile für Wohngebäude und

Nichtwohngebäude unterschiedlich bewertet. Aus einem ökologischen

Gesichtspunkt ist es ziemlich unüblich, eine von der Nutzung des Gebäudes

abhängige Bewertung zu haben.

Empfehlungen:

─ Verwendung von Lebenszyklusbewertung gemäß ISO 14044 oder EN 15804.

─ Zusammenschluss von Produktionsphase, Nutzungsphase sowie End-of-Life

in einer aggregierten Zahl, so dass das Konstruktionsteam beste und optimale

Lösungen entwickeln kann und Innovationen nicht unterbunden werden.

─ Berücksichtigung des Energieverbrauchs bezogen auf die Nutzungsphase

des Gebäudes in der LCA.

─ Die Bewertung der nachhaltigen Nutzung von Ressourcen sollte auch andere

Materialien neben Holz umfassen Die Menge des gesammelten Materials am

End-of-Life-Punkt und die entsprechenden ökologischen Vorteile bezogen auf

deren Recycling oder Verbrennung mit Energierückgewinnung sollte

berücksichtigt werden.

─ Architektonische Gestaltung: Es gibt in den Bewertungssystemen kein Kriterium

wie „Gestaltungsfreiheit / Ästhetik“. Da individuelle Gestaltung eine der

wichtigsten Qualitäten ist, um einen hohen Wert für das Gebäude zu erzielen,

sollte dies in die Bewertungssysteme aufgenommen werden.

─ Lebenszykluskosten ist nur in DGNB und BREEAM eingeschlossen. Um den

hören Wert für länger haltende Materialien zu zeigen, ist es für ein

Bewertungssystem „unerlässlich“, dieses Kriterium, zu enthalten.

Studie über



100

8 Literaturquellen

[01] Datenblatt Psi-Wert Fenster, Arbeitskreis “Warme Kante”, October 2008

[02] BNB – Bewertungssystem für Nachhaltiges Bauen für Bundesgebäude

(http://www.nachhaltigesbauen.de); DGNB – Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges

Bauen (http://www.dgnb.de)

[03] Final Report – Life cycle assessment of PVC and principal competing materials,

European Commission, 2004

[04] Instandhaltung- und Pflegeanleitung, Bundesverband ProHolzfenster,

September 2000.

[05] BREEAM Green Guide 2008 ratings

[06] DGNB Kriterium ENV1.2: Risiken für die lokale Umwelt

[07] Life cycle assessment - The whole story: from cradle to grave, TATA Steel

[08] Forest Paper 163 - Food and Agriculture Organization of the United Nations -,

2010

[09] Evaluation of impact of aluminium construction products on soil, surface and

groundwater, EAA, 2011

[10] Etiquetage des émissions en polluants volatils d´une “Façade-Rideau à ossature

aluminium” selon la norme ISO 16000, 2012

Studie über



101

9 Statement zum Gutachten

Die Originalversion der Studie wurde in englischer Sprache erstellt. Die vorliegende

deutsche Übersetzung wurde fachlich qualifiziert und sorgfältig vorgenommen und

von den Autoren der Studie geprüft. Dennoch können übersetzungsbedingte

Ungenauigkeiten nicht gänzlich ausgeschlossen werden. Im Zweifelsfall oder bei

gewünschtem Zugang zum "Critical Review Statement" orientieren Sie sich bitte an

der englischen Originalversion. Diese ist hier zu finden unter

http://eepurl.com/baYUlf.

http://eepurl.com/baYUlf

Nachhaltigkeitsbewertung für Fenster- und … · Fenster- und Fassadenrahmenmaterialien:...

Documents

Transcript of Nachhaltigkeitsbewertung für Fenster- und … · Fenster- und Fassadenrahmenmaterialien:...